Кабели на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair - UTP)

Стандарты кабелей

В компьютерных сетях применяются кабели, удовлетворяющие определенным стандартам, что позволяет строить кабельную систему сети из кабелей и соединительных устройств разных производителей.

Стандартом определено пять категорий UTP. Все кабели UTP независимо от их категории выпускаются в 4-парном исполнении. Каждая из четырех пар кабеля имеет определенный цвет и шаг скрутки (рис. 3.3). Обычно две пары предназначены для передачи данных, а две - для передачи голоса.

Таблица 3.1 Категории кабелей на основе неэкранированной витой пары

Категория	Характеристики
	Телефонный кабель для передачи аналоговых сигналов
	Кабель из 4 витых пар, способный передавать данные со скоростью 4 Мбит/с
	Кабель из 4 витых пар, способный передавать данные со скоростью 10 Мбит/с
	Кабель из 4 витых пар, способный передавать данные со скоростью 16 Мбит/с
	Кабель из 4 витых пар, способный передавать данные со скоростью 100 Мбит/с

Наиболее важные электромагнитные характеристики кабеля категории 5 имеют следующие значения:

полное волновое сопротивление в диапазоне частот до 100 МГц равно 100 Ом (стандарт ISO 11801 допускает также кабель с волновым сопротивлением 120 Ом, волновое сопротивление – сопротивление переменному току);

величина перекрестных наводок NEXT в зависимости от частоты сигнала должна принимать значения не менее 74 дБ на частоте 150 кГц и не менее 32 дБ на частоте 100 МГц;

затухание имеет предельные значения от 0,8 дБ (на частоте 64 кГц) до 22 дБ (на частоте 100 МГц);

активное сопротивление не должно превышать 9,4 Ом на 100 м;

емкость кабеля не должна превышать 5,6 нф на 100 м.

Для соединения кабелей с оборудованием используются вилки и розетки RJ-45, представляющие 8-контактные разъемы, похожие на обычные телефонные разъемы RJ-11 (рис. 3.4).

33.

Помехоустойчивость линии

[править | править вики-текст]

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Помехоустойчивость линии — способность линии уменьшать уровень помех, создаваемых во внешней среде и на внутренних проводниках. Эта способность целиком и полностью зависит от:

· характеристик используемой физической среды

· средств линии, предназначенных для экранирования и подавления помех самой линии

Наименьшим является показатель помехоустойчивости у радиолиний, гораздо большей устойчивостью обладают кабельные линии и наилучшей — волоконно-оптические линии, малочувствительные ко внешнему электромагнитному излучению. Стандартными способами уменьшения помех, появляющихся из-за внешнихэлектромагнитных полей, являются методы экранирования и/или скручивания проводников.

Перекрёстные наводки на ближнем конце[править | править вики-текст]

Перекрёстные наводки на ближнем конце (Near End Cross Talk — NEXT) определяют помехоустойчивость кабеля к внутренним источникам помех. Внутренними называются помехи, возникающие при передаче электромагнитного сигнала по паре проводников, которые наводят на другую пару проводников сигнал помехи. В случае, когда ко второй паре подключен приёмник, то наведенная помеха может быть принята за полезный сигнал.

Показатель NEXT рассчитывается следующим образом:

NEXT = 10 log Р_вых/Р_нав,

где Рвых — мощность выходного сигнала, Рнав — мощность наведенного сигнала. Выражается в децибелах

Интерпретация показателя NEXT

Чем меньше значение NEXT, тем лучше кабель. Например, для витой пары категории 5 значение NEXT должно быть не более −27 дБ при частоте 100 МГц.

Показатель NEXT обычно используется применительно к кабелю, состоящему из нескольких витых пар, так как в этом случае взаимные наводки одной пары на другую могут достигать значительных величин. Для коаксиального кабеля, с одной экранированной жилой, этот показатель не рассчитывается, также как и для двойного, в силу высокой защищённости каждого из элементов в составе кабеля. Оптические волокна обладают высокой степенью защиты и практически не создают помех друг для друга.

PowerSUM

В Современных технологиях используется передача данных по нескольким витым парам единовременно. Ввиду этих тенденций, для определения помехоустойчивости стал применяться показатель PowerSUM. Этот показатель — модификация NEXT. Он отражает суммарную мощность перекрёстных наводок от всех передающих пар в кабеле.

Достоверность передачи данных. BER[править | править вики-текст]

Достоверность передачи данных характеризует вероятность получить искажение для передаваемого бита данных. Часто этот показатель называют интенсивностью битовых ошибок (Bit Error Rate, BER). Величина BER для каналов связи без дополнительных средств защиты от ошибок составляет, 10⁻⁴ — 10⁻⁶, в оптоволокне — 10⁻⁹. Значение BER в 10⁻⁴ говорит о том, что в среднем из 10000 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. Для повышения достоверности передаваемых данных нужно повышать степень помехозащищённости линии, снижать уровень перекрёстных наводок в кабеле, а также использовать более широкополосные линии связи.

34-вопрос 11

35-

Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ, англ. Pulse Code Modulation, PCM) используется для оцифровки аналоговых сигналов. Практически все виды аналоговых данных (видео, голос, музыка, данные телеметрии, виртуальные миры) допускают применение ИКМ.

Модуляция[править | править вики-текст]

Чтобы получить на входе канала связи (передающий конец) ИКМ-сигнал из аналогового, мгновенное значение аналогового сигнала измеряется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) через равные промежутки времени. Количество оцифрованных значений в секунду (или скорость оцифровки, частота дискретизации) должно быть не ниже 2-кратной максимальной частоты в спектреаналогового сигнала (по теореме Котельникова). Мгновенное измеренное значение аналогового сигнала округляется до ближайшего уровня из множества заранее определённых значений. Этот процесс называется квантованием. Количество уровней всегда берётся кратным степени двойки, например, 2³ = 8, 2⁴ = 16, 2⁵ = 32, 2⁶ = 64 и т. д. Номер уровня может быть соответственно представлен 3, 4, 5, 6 и т. д. битами. Таким образом, на выходе модулятора получается набор битов (0 и 1).

Обычно процесс ИКМ выполняется одной интегральной схемой, называемой аналого-цифровым преобразователем (АЦП).

Демодуляция[править | править вики-текст]

На приёмном конце канала связи демодулятор преобразует последовательность битов в импульсы собственным генератором с тем же уровнем квантования, который использовал модулятор. Далее эти импульсы используются для восстановления аналогового сигнала в ЦАП. В состав ЦАП входят декодирующее устройство, которое производит преобразования полученных кодовых комбинаций в квантованную последовательность отсчётов, а также сглаживающий фильтр, который восстанавливает переданный аналоговый сигнал по квантованным значениям.

Разновидности[править | править вики-текст]

· Дифференциальная (или дельта) импульсно-кодовая модуляция (ДИКМ, DPCM) — кодирует сигнал в виде разности между текущим и предыдущим значением. Для звуковых данных такой тип модуляции уменьшает требуемое количество бит на отсчёт примерно на 25 %.

· Адаптивная ДИКМ (АДИКМ, ADPCM) — разновидность ДИКМ, в которой изменяется величина шага квантования, что позволяет ещё больше уменьшить требования к полосе пропускания при заданном соотношении сигнала и шума.

Практическое применение[править | править вики-текст]

· Основной цифровой канал — цифровой поток со скоростью 64 Кбит/с, полученный путем применения ИКМ к человеческому голосу в электронном виде, используется в цифровой телефонии и IP-телефонии.

· Цифровая звукозапись — метод сохранения звука для хранения на цифровых устройствах и соответствующих носителях

· Популярные форматы файлов для хранения звука (музыки, голоса и т. п.): WAV, MP3, WMA, OGG, FLAC, APE

37-

38-

39-

40-

Частотная манипуляция

[править | править вики-текст]

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Технологии модуляции п·о·р

Аналоговая модуляция

AM· SSB· ЧМ (FM)· ЛЧМ· ФМ (PM)· СКМ

Цифровая модуляция

АМн· ФМн· КАМ· ЧМн · GMSK OFDM· COFDM· TCM

Импульсная модуляция

АИМ· ДМ· ИКМ· ΣΔ· ШИМ· ЧИМ· ФИМ

Расширение спектра

FHSS· DSSS

См. также: Демодуляция

Пример двоичной ЧМн

При частотной манипуляции (ЧМн, англ. Frequency Shift Keying (FSK)) значениям «0» и «1» информационной последовательности соответствуют определённые частоты синусоидального сигнала при неизменной амплитуде. Частотная манипуляция весьма помехоустойчива, поскольку помехи телефонного канала искажают в основном амплитуду, а не частоту сигнала. Однако при частотной манипуляции неэкономно расходуется ресурс полосы частот телефонного канала. Поэтому этот вид модуляции применяется в низкоскоростных протоколах, позволяющих осуществлять связь по каналам с низким отношением сигнал/шум.

Частотная манипуляция с минимальным сдвигом (англ. Minimal Shift Keying (MSK)) представляет собой способ модуляции, при котором не происходит скачков фазы и изменение частоты происходит в моменты пересечения несущей нулевого уровня. MSK уникальна потому, что значение частот соответствующих логическим «0» и «1» отличаются на величину равную половине скорости передачи данных. Другими словами, индекс модуляции равен 0,5:

где , — длительность бита.

Например, при скорости передачи 1200 бит/с MSK-сигнал будет сформирован из колебаний с частотами 1200 Гц и 1800 Гц соответствующих логическим «0» и «1».

В телеграфировании: Частотная манипуляция процесс изменения частоты генератора в соответствии с передающими посылками