Podstawy Transmisji Przewodowej WykÅad 4 - cygnus
Podstawy Transmisji Przewodowej WykÅad 4 - cygnus
Podstawy Transmisji Przewodowej WykÅad 4 - cygnus
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Podstawy</strong> <strong>Transmisji</strong> <strong>Przewodowej</strong><br />
Wykład 4<br />
Grzegorz Stępniak<br />
Instytut Telekomunikacji, PW<br />
19 marca 2010<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 1 / 26
1 Przeniki<br />
2 Skrętka<br />
3 Kabel koncentryczny<br />
4 Podsumowanie wykładu<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 2 / 26
Plan Wykładu<br />
1 Przeniki<br />
2 Skrętka<br />
3 Kabel koncentryczny<br />
4 Podsumowanie wykładu<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 3 / 26
Pomiar parametrów toru<br />
Z = √ W 0 W z<br />
tgh γl =<br />
√<br />
Wz<br />
W 0<br />
W 0 i W z - impedancje wejściowe toru w stanie jałowym oraz zwarciowym<br />
√<br />
R + jωL<br />
Z =<br />
G + jωC<br />
γl = √ (R + jωL)(G + jωC)l<br />
Zγl = (R + jωL)l<br />
γl<br />
= (G + jωC)l<br />
Z<br />
Parametry R, L, G, C wyznaczamy porównując częsci rzeczywiste i urojone<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 4 / 26
Przeniki<br />
NEXT (ang. near end crosstalk) -<br />
przenik zbliżny - z innej pary tego<br />
samego kabla - szczególnie groźny<br />
FEXT (ang. far end crosstalk) -<br />
przenik zdalny - z jednej pary do<br />
drugiej, jednak odbierany na drugim<br />
końcu kabla, mniej groźny bo podlega<br />
tłumieniu<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 5 / 26
Przeniki<br />
NEXT (ang. near end crosstalk) -<br />
przenik zbliżny - z innej pary tego<br />
samego kabla - szczególnie groźny<br />
FEXT (ang. far end crosstalk) -<br />
przenik zdalny - z jednej pary do<br />
drugiej, jednak odbierany na drugim<br />
końcu kabla, mniej groźny bo podlega<br />
tłumieniu<br />
ANEXT (ang. alien NEXT) - z<br />
różnych kabli NEXT<br />
AFEXT (ang. alien FEXT) - z różnych<br />
kabli FEXT<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 5 / 26
Przeniki - zależność od częstotliwości<br />
NEXT (f ) = K NEXT n 0.6 f 3 2<br />
S NEXT (f ) = NEXT (f )S d (f ) = K NEXT n 0.6 f 3 2 S d (f )<br />
FEXT (f ) = K FEXT n 0.6 f 2 L|H(f )| 2<br />
S FEXT (f ) = FEXT (f ) = K FEXT n 0.6 f 2 L|H(f )| 2 S d (f )<br />
n - liczba par w kablu<br />
|H(f )| - odwrotność tłumienności wtrąceniowej linii<br />
S d (f ) - gęstość widmowa nadawanych sygnałów<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 6 / 26
Plan Wykładu<br />
1 Przeniki<br />
2 Skrętka<br />
3 Kabel koncentryczny<br />
4 Podsumowanie wykładu<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 7 / 26
Budowa i rodzaje skrętki<br />
Skrętka nieekranowana (UTP) (ang.<br />
unshielded twisted pair) - tania i łatwa<br />
w instalacji<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 8 / 26
Budowa i rodzaje skrętki<br />
Skrętka nieekranowana (UTP) (ang.<br />
unshielded twisted pair) - tania i łatwa<br />
w instalacji<br />
Skrętka ekranowana (STP) (ang.<br />
shielded twisted pair) - droższa i mniej<br />
giętka<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 8 / 26
Budowa i rodzaje skrętki<br />
Skrętka nieekranowana (UTP) (ang.<br />
unshielded twisted pair) - tania i łatwa<br />
w instalacji<br />
Skrętka ekranowana (STP) (ang.<br />
shielded twisted pair) - droższa i mniej<br />
giętka<br />
Skręcenie eliminuje przeniki, jednak<br />
różne pary muszą mieć inne promienie<br />
skręcenia.<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 8 / 26
Tłumienie skrętki<br />
Tłumienność wtrąceniowa dla skrętki różnych średnic (24 AWG - 0.5 mm, 26<br />
AWG - 0.4 mm)<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 9 / 26
Odczepy<br />
W wielu pętlach abonenckich<br />
istnieją tzw. odczepy -<br />
rozwarte linie dołączone w<br />
różnych punktach głównej<br />
pętli abonenckiej<br />
W USA wg. statystyk 80%<br />
pętli ma jeden lub więcej<br />
odczepów<br />
Przyczyny istnienia<br />
odczepów: sposoby instalacji,<br />
zaszłości historyczne,<br />
podsłuchy, naprawy,<br />
modyfikacje dokonywane<br />
przez samych abonentów<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 10 / 26
Odczepy<br />
W wielu pętlach abonenckich<br />
istnieją tzw. odczepy -<br />
rozwarte linie dołączone w<br />
różnych punktach głównej<br />
pętli abonenckiej<br />
W USA wg. statystyk 80%<br />
pętli ma jeden lub więcej<br />
odczepów<br />
Przyczyny istnienia<br />
odczepów: sposoby instalacji,<br />
zaszłości historyczne,<br />
podsłuchy, naprawy,<br />
modyfikacje dokonywane<br />
przez samych abonentów<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 10 / 26
Odczepy<br />
Tłumienność<br />
wtrąceniowa pętli z<br />
odczepem (wersja<br />
B), wersja A bez<br />
odczepu<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 11 / 26
Odczepy<br />
Tłumienność<br />
wtrąceniowa pętli z<br />
odczepem (wersja<br />
B), wersja A bez<br />
odczepu<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 11 / 26
Odczepy<br />
Tłumienność<br />
wtrąceniowa pętli z<br />
odczepem (wersja<br />
B), wersja A bez<br />
odczepu<br />
Odczepy mieszczane<br />
w pętlach były z<br />
przyczyn<br />
instalacyjnych,<br />
często robią je sami<br />
abonenci na swoim<br />
terenie<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 11 / 26
Tłumienność wtrąceniowa i NEXT w skrętkach różnych<br />
kategorii<br />
UWAGA - wykres NEXT odczytujemy dodając (-) przed wartością w dB<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 12 / 26
Trend instalacyjny skrętki<br />
Instalowane kable różnych kategorii w Europie Zachodniej<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 13 / 26
Ethernet po skrętce<br />
Ethernet jest nie tylko po skrętce;)<br />
Standard Przepływność Zasięg Pary Napięcie w kablu Modulacja Kodowanie<br />
10Base-T 10 Mbit/s 100 m 1g1d z4 +/- 2,5V 10 Mbaud Manchester<br />
100Base-TX 100 Mbit/s 100 m 1g1d z4 -1,0,1 V 125 Mbaud 4B/5B lub MLT3<br />
1000Base-T 1000 Mbit/s 100 m 4g4d z4 -2,-1,0,1,2 V 125 Mbaud PAM5<br />
Złącze używane w XBase-TX to RJ-45:<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 14 / 26
Migracja 100Base-TX do 1000 Base-TX<br />
Zastąpienie 4B5B przez NRZ (125Mbit/s)<br />
Transmisja na wszystkich 4 parach w jednym kierunku (500 Mbit/s)<br />
Każda para używana do transmisji w górę i w dół<br />
Użycie 5 wartości sygnału zamiast 3 pozwala kodować 2 bity na symbol<br />
(1000Mbit/s)<br />
FEC o zysku 6 dB<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 15 / 26
Migracja 1000Base-T do 10GBase-T<br />
Również do 100 m, ale po cat7<br />
PAM10 zamiast PAM5 pozwala kodować 3 bity na symbol<br />
833Mbaud (około 450 MHz) zamiast 125Mbaud (około 80MHz)<br />
4 x 833 Mbaud x 3 bit/baud = 10 Gbit/s<br />
Zastosowanie skomplikowanych algorytmów preequalizacji<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 16 / 26
Systemy xDSL<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 17 / 26
Plan Wykładu<br />
1 Przeniki<br />
2 Skrętka<br />
3 Kabel koncentryczny<br />
4 Podsumowanie wykładu<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 18 / 26
Kabel koncentryczny<br />
Żyła środkowa (miedź, aluminium, stal)<br />
Dielektryk, wodoodporny PIB, polietylen, czasem powietrze<br />
Cienka folia z poliestru daje większą elastyczność i chroni przed wilgocią<br />
Oplot z cienkich drucików miedzi/aluminium, im gęstszy tym lepszy<br />
Płaszcz zewnętrzny z PIB<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 19 / 26
Kabel koncentryczny<br />
Zasada działania:<br />
Sygnał propagowany jest żyłą środkową<br />
Ekran/oplot zapewnia utrzymanie energii wewnątrz kabla<br />
Oplot podłączony jest zwykle do ziemii co zapewnia ekranowanie<br />
Zastosowanie:<br />
Impedancja falowa skrętki zmienia się przy zginaniu - odbicia<br />
Impedancja falowa kabla koncentrycznego pozostaje stała<br />
Stąd kable nadają się doskonale do prowadzenia sygnałów HF<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 20 / 26
Kabel koncentryczny - parametry<br />
d - średnica żyły, D - średnica oplotu<br />
D/d ≈ 3, 6<br />
ɛ - przenikalność dielektryczna<br />
µ - przenikalność magnetyczna<br />
C =<br />
2πɛ<br />
ln(D/d)<br />
L = µ<br />
2π ln(D/d)<br />
√<br />
Z f = 1 µ<br />
2π ɛ ln D d<br />
≈ 138Ω √ D<br />
ɛr<br />
log 10 d<br />
Typowo Z f to 50 lub 75 ohm (zaszłości historyczno-radiowe)<br />
1<br />
f c =<br />
π( D+d<br />
2 ) √ - częstotliwość odcięcia modu TE µɛ<br />
01<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 21 / 26
Kabel koncentryczny - złącza<br />
UHF - do 300 MHz<br />
BNC, 50 lub 75 ohm, zaleta: szybkość połączenia, do 4 GHz<br />
N, 300 W, do 11 GHz<br />
SMA, 0-26 GHz, niewielkie, łatwe do montażu w obwodach<br />
F, kilka GHz, antenowo-TV, tanie<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 22 / 26
Kabel koncentryczny - tłumienie<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 23 / 26
Zastosowanie kabla koncentrycznego<br />
Prehistoryczny ethernet<br />
CaTV<br />
Jako łącznik między różnymi systemami elektrycznymi<br />
Połączenie antena - TV<br />
HFC - sieci hybrid fibre coax<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 24 / 26
Plan Wykładu<br />
1 Przeniki<br />
2 Skrętka<br />
3 Kabel koncentryczny<br />
4 Podsumowanie wykładu<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 25 / 26
Zjawiska zakłócające transmisję w torach przewodowych<br />
Tłumienie<br />
Zniekształcenia fazowe - dyspersja<br />
Zniekształcenia amplitudowe<br />
Przesłuchy (przeniki)<br />
Szumy<br />
Zniekształcenia nieliniowe w torze, nadajniku, odbiorniku - efekty<br />
intermodulacyjne<br />
Jitter<br />
Instytut Telekomunikacji, PW 26 / 26
Change language