Спектри сигналів в лініях зв’язку

Характеристики ліній зв’язку

Основними характеристиками телекомунікаційних мереж, а разом із тим, систем та каналів передачі даних і їх елементів – ліній зв’язку є пропускна спроможність і цілісність передачі даних, оскільки ці характеристики прямо впливають на продуктивність і надійність створюваної мережі. Причому, як уже відомо, пропускна спроможність і цілісність - це характеристики як способу передачі даних, так і каналу та його складових, насамперед ліній зв’язку.

До основних характеристик ліній зв’язку відносяться:

· амплітудно-частотна характеристика;

· смуга пропускання;

· загасання;

· завадостійкість;

· перехресні наведення на ближньому кінці лінії;

· пропускна спроможність;

· ймовірність передачі даних;

· питома вартість.

Для визначення характеристик лінії зв’язку часто використовують аналіз її реакцій на деякі еталонні впливи. Такий підхід дозволяє досить просто й однотипно визначати характеристики ліній зв’язку будь-якої природи, не прибігаючи до складних теоретичних досліджень. Найчастіше як еталонні сигнали для дослідження реакцій ліній зв’язку використовуються синусоїдальні сигнали різних частот. Це пов’язано з тим, що сигнали цього типу часто зустрічаються в техніці і з їх допомогою можна представити будь-яку функцію часу як безперервних процесів коливань, наприклад звуку, так і прямокутних імпульсів, які генеруються комп’ютером.

З теорії гармонійного аналізу відомо, що будь-який періодичний процес можна представити у виді суми синусоїдальних коливань різних частот і різних амплітуд (рис. 3). Кожна складова синусоїда називається також гармонікою, а набір усіх гармонік називають спектральним розкладанням вихідного сигналу. Неперіодичні сигнали можна представити у виді суми синусоїдальних сигналів з безперервним спектром частот. Наприклад, спектральне розкладання ідеального імпульсу (одиничної потужності і нульової тривалості) має у складі весь спектр частот, від - ∞ до + ∞ (рис. 4).

3. Представлення періодичного сигналу сумою синусоїд

4. Спектральне розкладання ідеального імпульсу

Техніка побудови спектра будь-якого вихідного сигналу добре відома із раніше вивчених дисциплін. Для деяких сигналів, що добре описуються аналітично (наприклад, для послідовності прямокутних імпульсів однакової тривалості й амплітуди), спектр легко обчислюється на основі формул Фур’є. Для сигналів довільної форми, що зустрічаються на практиці, спектр можна знайти за допомогою спеціальних приладів - спектральних аналізаторів, що вимірюють спектр реального сигналу і відображають амплітуди складових гармонік на екрані або роздруковують них на принтері. Спотворлення передавальним каналом синусоїди якої-небудь частоти приводить у кінцевому рахунку до спотворлення переданого сигналу будь-якої форми, особливо якщо синусоїди різних частот спотворлюються неоднаково. Якщо це аналоговий сигнал, що передає мову, то змінюється тембр голосу за рахунок спотворлення обертонів - бічних частот. При передачі імпульсних сигналів, характерних для комп’ютерних мереж, спотворлюються низькочастотні і високочастотні гармоніки, у результаті фронти імпульсів утрачають свою прямокутну форму (рис. 5). Унаслідок цього на прийомному кінці лінії сигнали можуть погано розпізнаватися.

5. Спотворлення імпульсів у лінії зв’язку

Лінія зв’язку спотворлює передані сигнали через те, що її фізичні параметри відрізняються від ідеальних. Так, наприклад, мідні проводи завжди являють собою деяку розподілену по довжині комбінацію активного опору, ємнісного й індуктивного навантаження (рис. 6). У результаті для синусоїд різних частот лінія буде мати різний повний опір, а виходить, і передаватися вони будуть по-різному. Волоконно-оптичний кабель також має відхилення, що заважають ідеальному поширенню світла. Якщо лінія зв’язку включає проміжну апаратуру, то вона також може вносити додаткові спотворлення, тому що неможливо створити пристрій, які б однаково добре передавали весь спектр синусоїд, від нуля до нескінченності.

6. Представлення лінії як розподіленого індуктивно-ємнісного навантаження

Крім спотворлень сигналів, внесених внутрішніми фізичними параметрами лінії зв’язку, існують і зовнішні завади, що вносять свій внесок у спотворлення форми сигналів на виході лінії. Ці завади створюють різні електричні двигуни, електронні пристрої, атмосферні явища, цілеспрямовані впливи порушників і т.д. Незважаючи на захисні міри, що починаються з розроблення кабелів і підсилювально-комутуючої апаратури, цілком компенсувати вплив зовнішніх завад не вдається. Тому сигнали на виході лінії зв’язку звичайно мають складну форму (як це і показано на рис. 5), по якій іноді важко зрозуміти, яка дискретна інформація була подана на вхід лінії.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Параметри первинних сигналів	\|	Амплітудно-частотна характеристика, смуга пропускання і загасання

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.001 сек.