Помехоустойчивость и достоверность

Помехоустойчивость линии, как и следует из названия, определяет способность линии противостоять влиянию помех, создаваемых во внешней среде или на внут­ренних проводниках самого кабеля. Помехоустойчивость линии зависит от типа используемой физической среды, а также от экранирующих и подавляющих по­мехи средств самой линии. Наименее помехоустойчивыми являются радиолинии, хорошей устойчивостью обладают кабельные линии и отличной — волоконно- оптические линии, малочувствительные к внешнему электромагнитному излуче­нию. Обычно для уменьшения помех, создаваемых внешними электромагнитны­ми полями, проводники экранируют и/или скручивают.

Электрическая и магнитная связь — это параметры медного кабеля, также яв­ляющиеся результатом помех. Электрическая связь определяется отношением наведенного тока в цепи, подверженной влиянию, к напряжению, действующему во влияющей цепи. Магнитная связь — это отношение электродвижущей силы, наведенной в цепи, подверженной влиянию, к току во влияющей цепи. Результа­том электрической и магнитной связи являются наведенные сигналы (наводки) в цепи, подверженной влиянию. Существует несколько различных параметров, характеризующих устойчивость кабеля к наводкам.

Перекрестные наводки на ближнем конце (Near End Cross Talk, NEXT) опреде­ляют устойчивость кабеля в том случае, когда наводка образуется в результате действия сигнала, генерируемого передатчиком, подключенным к одной из со­седних пар на том же конце кабеля, на котором работает подключенный к под­верженной влиянию паре приемник (рис. 8.10). Показатель NEXT, выраженный в децибелах, равен 10 lg P_out/Pmd> ^гД^е Pout ^— мощность выходного сигнала, P_ind — мощность наведенного сигнала.

Чем меньше значение NEXT, тем лучше кабель. Так, для витой пары категории 5 показатель NEXT должен быть меньше -27 дБ на частоте 100 МГц.

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 применяются 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 тоже не создают сколько-нибудь заметных взаимных помех.

В связи с тем, что в некоторых новых технологиях данные передаются одновре­менно по нескольким витым парам, в последнее время стали применяться также показатели перекрестных наводок с приставкой PS (PowerSUM — объединенная наводка), 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 (рис. 8.11).

Еще одним практически важным показателем является защищенность кабеля (Attenuation/Crosstalk Ratio, 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 но этому кабелю. На рис. 8.12 показана ти­пичная характеристика зависимости защищенности кабеля на неэкранированной витой паре от частоты сигнала.

Рис. 8.12. Защищенность витой пары

Достоверность передачи данных характеризует вероятность искажения каждо­го передаваемого бита данных. Иногда этот же показатель называют интенсив­ностью битовых ошибок (Bit Error Rate, BER). Величина BER для линий связи без дополнительных средств защиты от ошибок (например, самокорректирую­щихся кодов или протоколов с повторной передачей искаженных кадров) со­ставляет, как правило, 10~⁴-1(Г⁶, в оптоволоконных линиях связи — 10~⁹. Значе­ние достоверности передачи данных, например 1(Г⁴, говорит о том, что в среднем из 10 ООО бит искажается значение одного бита.