Характеристики линий связи

Рисунок 9. Суммарное переходное затухание

Перекрестные наводки на дальнем конце (Far End Cross Talk, FEXT) позволяют оценить устойчивость кабеля к наводкам для случая, когда передатчик и приемник подключены к разным концам кабеля. Очевидно, что этот показатель должен быть лучше, чем NEXT, так как до дальнего конца кабеля сигнал приходит ослабленный затуханием каждой пары. Показатели NEXT и FEXT обычно используются применительно к кабелю, состоящему из нескольких витых пар, так как в этом случае взаимные наводки одной пары на другую могут достигать значительных величин. Для одинарного коаксиального кабеля (то есть состоящего из одной экранированной жилы) этот показатель не имеет смысла, а для двойного коаксиального кабеля он также не применяется вследствие высокой степени защищенности каждой жилы. Оптические волокна также не создают сколько-нибудь заметных помех друг для друга.  
 
В связи с тем, что в некоторых новых технологиях используется передача данных одновременно по нескольким витым парам, в последнее время стали применяться также показатели перекрестных наводок с приставкой PS (PowerSUM), такие как PS NEXT и PS FEXT. Эти показатели отражают устойчивость кабеля к суммарной мощности перекрестных наводок на одну из пар кабеля от всех остальных передающих пар (рисунок 9).  
 
Применяется также такой практически важный показатель, как защищенность кабеля (ACR). Защищенность определяется как разность между уровнями полезного сигнала и помех. Чем больше значение защищенности кабеля, тем в соответствии с формулой Шеннона с потенциально более высокой скоростью можно передавать данные по этому кабелю. На рисунке 10 показаны типичная характеристика зависимости защищенности кабеля на неэкранированной витой паре от частоты сигнала.

Рисунок 10. Зависимость защищенности кабеля

Достоверность передачи данных характеризует вероятность искажения для каждого передаваемого бита данных. Иногда этот же показатель называют интенсивностью битовых ошибок (Bit Error Rate, ВЕК). Величина BER для каналов связи без дополнительных средств защиты от ошибок (например, самокорректирующихся кодов или протоколов с повторной передачей искаженных кадров) составляет, как правило, 10-4-10-6, в оптоволоконных линиях связи - 10-9 . Значение достоверности передачи данных, например, в 10-4 говорит о том, что в среднем из 10 000 бит искажается значение одного бита.  
 
Искажения бит происходят как из-за наличия помех на линии, так и по причине искажений формы сигнала ограниченной полосой пропускания линии. Поэтому для  повышения достоверности передаваемых данных нужно повышать степень помехозащищенности линии, снижать уровень перекрестных наводок в кабеле, а также использовать более широкополосные линии связи. Полоса пропускания - это еще одна вторичная характеристика, которая, с одной стороны, непосредственно зависит от затухания, а с другой стороны, прямо влияет на такой важнейший показатель линии связи, как максимально возможная скорость передачи информации.

5. Полоса пропускания 

Рисунок 11 Полосы пропускания линий связи различных типов

Полоса пропускания (bandwidth) - это непрерывный диапазон частот, для которого затухание не превышает некоторый заранее заданный предел. То есть полоса пропускания определяет диапазон частот синусоидального сигнала, при которых этот сигнал передается по линии связи без значительных искажений (часто граничными частотами считаются частоты, на которых мощность выходного сигнала уменьшается в два раза по отношению к входному, что соответствует затуханию в -3 дБ). Как мы увидим ниже, ширина полосы пропускания в наибольшей степени влияет на максимально возможную скорость передачи информации по линии связи. Именно этот факт нашел отражение в английском эквиваленте рассматриваемого термина (width - ширина).  
 
Таким образом, амплитудно-частотная характеристика, полоса пропускания и затухание являются универсальными характеристиками, и их знание позволяет сделать вывод о том, как через линию связи будут передаваться сигналы любой формы. Полоса пропускания зависит от типа линии и ее протяженности. На рисунке 11 показаны полосы пропускания линий связи различных типов, а также наиболее часто используемые в технике связи частотные диапазоны.

6. Выводы

Параметры, характеризующие линию связи, делятся на параметры передачи и параметры влияния. Параметры передачи описывают процесс распространения информационного сигнала вдоль линии связи в зависимости от физических характеристик линии связи. Параметры влияния описывают степень влияния на процесс распространения информационного сигнала различного рода помех, возникающих как во внешней по отношению к кабелю среде, так и помех, создаваемых соседними передающими парами проводников данного кабеля.  
 
Как параметры передачи, так и параметры влияния можно разделить на первичные и вторичные. Первичные параметры представляют собой физические параметры, описывающие физическую природу линии связи. К первичным параметрам передачи медного кабеля относятся: активное погонное сопротивление, погонная индуктивность, погонная емкость и погонная проводимость изоляции медного кабеля, к вторичным - затухание и волновое сопротивление.  
 
Переходное затухание является одним из наиболее значимых вторичных параметров влияния медных линий связи.  
 
Полоса пропускания определяет диапазон частот, которые передаются линией связи с приемлемым затуханием.