Меню

Провод для передачи сигналов

Кабели для передачи информации: обзор, разновидности, характеристика

Провода и кабели служат не только для энергоснабжения, но и для доставления информационного сигнала. С появлением новых технологий прибавилось и количество разновидностей данных проводников. Раньше людям были известны только кабели для передачи сигналов телефона или антенн, а сейчас информационная передача получила новые виды техники и, соответственно, направлений сигнала. Рынок расширился до узкой специализации, теперь для каждого профиля есть подходящий передатчик. Если в более серьёзной технике требуются углублённые знания, то для домашних настроек нужны лишь поверхностные знания. Именно об этих основах и будет рассказано далее.

Антенный достаточно часто эксплуатируемый кабель. Оригинальными считаются устройства с маркировками RG-59, RG-6, RG-58, но российское производство представляет и аналогичные из линейки РК 75.

R-6 это высокочастотный коаксиальный кабель, благодаря его использованию можно обеспечивать хорошую передачу сигналов: ТВ, радио и специальной аппаратуры. В основе состава находится жилка из медного сплава, размер поперечного профиля которой равен 1 мм, в промежутке ТПЖ добавлен особый вид переработанного полиэтилена и алюминиевого экрана (фольга). Наружная медная оплётка и специальная оболочка снаружи, выполненная обычно из ПВХ. Особенно популярно в сфере кабельного и спутникового ТВ. Присутствуют различные характеристики, которые отвечают за частотность, экранирование, уровень сопротивления.

RК-75 – имеет такое обозначение из-за объема сопротивления в 75 Ом. Интерпретация такого обозначения обычно проводится специалистами, а для обычных людей это должно означать, что кабель служит для передачи сигнала от непосредственно видеоисточника (антенны или камеры) до точки приёма (обычно телевизора), также есть возможность распределить сигнал на несколько источников. Состоит этот кабель из: внутреннего проводника, изоляционного слоя, внешнего проводника и оболочки.

RG – такие провода представляют широкий спектр разновидностей, который отличается по своим характеристикам: сопротивление, переносимость внешних агрессивных механических и физических воздействий, время, необходимое для затухания экрана, по виду, используемых мониторов.

Компьютерные вторые по популярности кабели. Как и следует из названия, с их помощью строится компьютерная сеть. В сленге компьютерного сервиса есть термин «витая пара», знаком людям, немного разбирающимся в компьютерах. Это соединение двух разных сетей: либо нескольких компьютеров, либо компьютерной системы с интернетом. Располагаются эти кабели попарно, иногда этих пар устанавливают две, и чем их больше, тем более высокочастотный сигнал и быстрее скорость передачи.

Проводники заключены в изоляционную оболочку, обычно из пропилена или ПВХ. Для повышения водоустойчивости производители кабелей используют в их составе полипропилен, причём как снаружи, так и внутри, заключая каждый проводник в отдельную оболочку. Также вся конструкция предусматривает добавление разрывной нити, она помогает легче открывать токопроводящие жилы, без нарушения общей целостности.

Основных вариантов защитной оболочки существует четыре:

  1. UTP – Самая простая, она не защищена и не имеет общего экрана;
  2. FTP – здесь для защиты экрана в состав добавлена фольга;
  3. STP – более современная модель, здесь для каждой витой пары есть экран, также есть и общий экран, в составе которого присутствует медная сетка;
  4. S/FTP – этот вариант экранирован с помощью фольги. У каждой пары есть свой дополнительный экран.

С витыми парами всё сложнее, чем с другими устройствами, у них есть разновидность в количестве пар, которые должны соединяться единым кабелем. Компьютерным сетям обычно соответствует такой же по распространению вид CAT5е.

Предоставляет собой этот кабель 4 цветных объединённые пары проводов. Когда все пары одновременно функционируют, скорость доходит до 1 Гб/с. Такой кабель также может быть представлен в телефонии в виде одной или двух пар, на них стоят маркировки CAT1/CAT2.

Такой вид проводников предназначается для ручной или механизированной укладки в грунте (за исключением грунта, подверженного деформации вечной мерзлоты), в кабельных каналах, в трубах, коллекторах, при проведении кабельных сетей по дну реки, озера и болота.

Для них существует особые нормы технического регламента ТУ К04. 037-98

Такой кабель состоит из: оптического волокна, гидрофобного заполнителя, полимерной трубки, центрального элемента, вторичного гидрофобного заполнителя, скрепляющей ленты и полиэтиленовой оболочки.

Базовые технологические параметры:

  • Количество оптических волокон – от 2 до 72.
  • Показатель коэффициента затухания в дБ/км – 1550 нм

Источник

Виды кабелей связи

Любой кабель связи состоит из проводника/ов, изоляции и оболочки. В конструкцию также могут входить различные защитные элементы: экран, броня, армирующий стержень и т.д. Кабели связи различают по следующим параметрам: область применения, спектр передаваемых частот, условия прокладки, тип оболочки, материал, конструкция. Рассмотрим, какие бывают современные кабели связи с точки зрения конструктивных особенностей.

Виды кабелей связи:

• коаксиальные радиочастотные; • симметричные для дальней и зоновой связи, а также структурированных систем связи (СКС); • телефонные (станционные, распределительные и т.д), в том числе для применения в выработках шахт; • оптические.

Коаксиальный кабель связи

Коаксиальные кабели связи (например, RG-58 C/U, RG-11 A/U, RG-62 A/U и пр.) состоят из двух изолированных друг от друга соосных проводников. Центральная жила служит для передачи сигнала, наружная выполняет роль экрана. В зависимости от условий эксплуатации этот вид кабеля может иметь изоляцию из полиэтилена, фторопласта или др. теплостойких материалов. Данная конструкция позволяет минимизировать воздействие помех на передаваемый сигнал. Кроме того, электромагнитное поле от передаваемого сигнала сосредотачивается между проводниками, благодаря чему сигнал не ослабляется. К достоинствам данного типа можно отнести широкую полосу пропускаемого сигнала и его высокое качество, к недостаткам – сложность в изготовлении и высокую себестоимость. Кроме того, на рынке можно встретить большое количество некачественной продукции (с неидеальной геометрией проводников).

Кабели для структурированных систем связи

В данную группу входят кабели (например, UNITRONIC® LAN 200 Cat.5e, ETHERLINE® LAN FLEX и т.д) на основе витой пары, которые используются для организации структурированных систем связи, а также для систем абонентского доступа. Кабели состоят из изолированных проводников и наружной оболочки, а также могут иметь общий или индивидуальный экраны. Кабели с числом до 4 витых пар используются для монтажа на участках от кроссового оборудования до рабочих розеток, а с числом пар более 4-х применяются для выполнения магистральных линий.

Симметричные кабели дальней и зоновой связи

Кабели этой группы предназначены для передачи низкочастотных (до 10 кГц) и высокочастотных (до 250 кГц) сигналов. Высокочастотные кабели связи предназначены для организации междугородней связи и используются для прокладки линий протяженностью до 12,5 тыс. км. Низкочастотные кабели используются для подключения телефонных и телеграфных узлов связи, устройствах кабельного ввода, соединительных линиях между телефонными станциями разного уровня. Конструктивно симметричные кабели состоят из проводников, соединенных попарно или в четверки. Различные кабели этой группы отличаются особенностями конструкции, диаметром, количеством проводников и типами защитных покрытий в зависимости от предназначения и условий эксплуатации. К достоинствам кабелей данного типа можно отнести надежность, высокую ремонтопригодность, простоту монтажа.

Кабели телефонные

Кабели связи телефонные (например J-Y(ST)Y. LG, J-2Y(ST)Y. ST III BD и пр.) используются для прокладки магистральных линий, предназначенных для передачи аналоговых сигналов на частоте до 500 кГц и цифровых сигналов со скоростью до 34368 кбит/с, организации распределительных аналоговых и цифровых сетей, обеспечивающих передачу данных со скоростью до 2048 кбит/с, а также для осуществления абонентских ответвлений. Кабель телефонный многожильный может использоваться для прокладки полевых линий связи, дистанционного управления радиостанциями, обеспечения телефонного сообщения в подземных горных выработках или взрывоопасных помещениях. Кроме того, из них выполняются соединения и вводы в узлы связи, изготавливаются коммутационные шнуры и производится внутриблочный монтаж звукозаписывающей и воспроизводящей радиоаппаратуры.

Оптические кабели связи

На сегодняшний день оптические кабели связи – самый высокотехнологичный продукт, обеспечивающий высокую скорость передачи данных. В конструкцию данного типа входят световоды (нити из стекла или пластика), заключенные в оболочку, а также элементы, придающие кабелю достаточную прочность. Оптоволокно – это самое дорогое, но вместе с тем и самое эффективное решение для трансляции сигнала, что вполне оправдано для реализации локальных задач. Различают следующие виды оптических кабелей связи: одномодовые, многомодовые. Основным их отличием является размер волокон. В одномодовых кабелях толщина внутреннего отверстия у каждого волокна составляет 8-10 мкм, а в многомодовых – около 60 мкм. Несмотря на более высокую скорость передачи данных, многомодовые кабели уступают одномодовым по качеству сигнала (из-за дисперсных искажений). К достоинствам оптических кабелей связи относится высокая скорость передачи сигналов, возможность передачи на большие расстояния, невосприимчивость к электромагнитным помехам. Основными недостатками являются высокая стоимость и сложность в монтаже.

Заключение

В настоящее время любой домовладелец или владелец бизнеса может без проблем организовать прокладку кабельной сети связи к своему объекту. Как показывает практика, для построения долговечной сети необходимо провести расчеты. Наиболее дорогие решения (оптоволокно) оправданы при реализации локальных задач, для более масштабных проектов чаще всего выбирают коаксиальные или симметричные кабели.

Источник



Передача сигнала по кабелю витой пары

Специалисты в области мультимедиа знают, что получить качественный видео- и аудио сигнал – это еще полдела. Сложности возникают, если необходимо передать этот сигнал на десятки и сотни метров без искажений и помех, да еще, если аппаратура-приемник находится в неудобном или труднодоступном месте.

В настоящее время многие информационные, презентационные и рекламные системы являются мультимедийными, то есть способными воспроизводить изображение и звук, самых разных форматов от обычного видео до ультрасовременной компьютерной графики. Поэтому главным инструментом, находящимся на рабочем столе рекламщика, становится компьютер. Естественно, что воспроизводить созданное на компьютере видео и звук гораздо проще и экономичнее тоже с помощью компьютера с монитором VGA/XGA, хотя бы потому, что в этом случае не требуется преобразование форматов. Это экономит время, а в рекламном бизнесе время – деньги!

Но подключить компьютер «напрямую» к существующим информационным и рекламным системам иногда бывает не так-то просто. И в первую очередь возникает проблема, связанная с ограниченной длиной компьютерных кабелей. Дело в том, что все стандарты низкочастотной (не модулированной) связи двух устройств (как аналоговых, так и цифровых) проектировались исходя из предположения о размещении источника и приемника, так сказать, «на одном столе», поэтому длина стандартного соединительного кабеля обычно составляет 1,5-3 м. Если же устройство-приемник сигнала находится на большем расстоянии, возникает потребность в специализированном оборудовании – так называемых удлинителях интерфейса. Устройства этого класса помогают устранить изначальное ограничение на длину линии связи между компьютером и элементами информационной сети. Длина кабелей между компьютером и системами отображения очень ограничена.

Обойти это ограничение можно с помощью специализированных устройств – удлинителей интерфейса.

КОАКСИАЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ ИЛИ ВИТАЯ ПАРА?

На сегодняшний день одними из самых распространенных средств передачи видеоинформации являются коаксиальный кабель и кабель витой пары.

С помощью коаксиального кабеля осуществляется несимметричная передача сигнала, а витая пара обеспечивает симметричную передачу. Передачу сигналов по коаксиальному кабелю называют несимметричной передачей, так как коаксиальный кабель замыкает контур между источником и приемником, где центральная жила кабеля является сигнальным проводом, а экран – заземляющим. Несмотря на хорошее экранирование, коаксиальный кабель подвержен воздействию помех, поэтому передача с его помощью композитного сигнала и компонентного видеосигналов на значительные расстояния невозможна. Кроме того, коаксиальный кабель требует согласования выходного импеданса источника и входного импеданса приемника со своим характеристическим импедансом, особое внимание приходится уделять раскладке кабеля и заделке разъемов.

Альтернативой коаксиальному кабелю является витая пара. В отличие от коаксиального кабеля, при помощи витой пары осуществляется симметричная видеопередача, при которой все электромагнитные помехи и шум, в конечном счете, одинаково воздействуют на оба провода. Когда сигнал достигает приемного конца линии, он попадает на вход дифференциального усилителя с хорошо сбалансированным фактором коэффициента ослабления синфазного сигнала (КОСС).

Если два провода имеют схожие характеристики и достаточно закруток на метр (чем больше, тем лучше), на них будут одинаково воздействовать шумы, падение напряжения и наводки. Усилитель с хорошим КОСС на приемном конце линии устранит большую часть нежелательных шумов.

Витая пара обычно дешевле коаксиального кабеля, ее легче раскладывать, а разделка разъемов не представляет никаких проблем.

Видео обычно передают по коаксиальному кабелю либо по витой паре Кабель из витой пары имеет много преимуществ (технических и экономических)

Симметричными являются двухпроводные схемы, в которых оба проводника и все подключенные к ним цепи имеют одинаковый импеданс относительно земли и любого другого проводника.

Цель симметрирования состоит в том, чтобы сделать равными шумы, наводимые в обоих проводниках; в этом случае они будут представлять собой продольный, или синфазный, сигнал, который можно скомпенсировать в нагрузке.

Симметрирование – метод подавления шумов, который можно использовать в сочетании с экранированием там, где уровень шумов должен быть ниже уровня, достижимого при использовании только экранирования, или даже вместо экранирования.

Использование дифференциального усилителя явилось первым шагом на пути к созданию симметричной системы. Усилитель обеспечивает симметричную нагрузку, но источник остается несимметричным из-за наличия внутреннего сопротивления источника сигнала Rr. (рис. 1).

Рисунок 1 Уменьшение эффекта синфазных шумов

При симметрировании источника относительно земли (рис. 2) получается полностью симметричная система. В общем случае последовательно с проводниками оказываются включенными два синфазных напряжения шумов Uш1 и Uш2, которые вызывают появление токов шумов IШ1 и IШ2. Источники UГ1 и UГ2 совместно создают сигнальный ток Iг. При этом суммарное напряжение на нагрузке составит

Uн = Iш1Rн1 — Iш2Rн2 + Iг(Rн1+Rн2)

Первые два члена в правой части уравнения представляют собой напряжения шумов, а третий член – напряжение полезного сигнала. Если IШ1 равен IШ2 и RH1 равно RН2, то напряжение шумов на нагрузке равно нулю. Уравнение при этом упрощается:

т. е. напряжение на нагрузке создает только сигнальный ток IГ.

Рисунок 2 Симметрирование источника сигнала

В качестве проводников в симметричных схемах обычно применяют неэкранированные или экранированные витые пары, так как они симметричны. Коаксиальный кабель, напротив, имеет несимметричную форму, поэтому для симметричной системы следует брать два коаксиальных кабеля.

Степень симметрии схемы, или коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС), определяется как отношение синфазного (продольного) напряжения шумов к вызванному им дифференциальному (или поперечному) напряжению шумов и выражается обычно в децибелах (дБ). Преобразование синфазного напряжения в дифференциальное является следствием несимметрии системы.

КОСС = 20 lg (Uсинф/Uдиф)

Чем лучше симметрия схемы, тем большее подавление шумов можно получить. Если было бы возможно достичь совершенной симметрии, шумы не могли бы проникать в систему. От хорошо спроектированной системы можно ожидать симметрию 60 – 80 дБ. Можно получить и лучшую симметрию, однако для этого обычно требуются специальные кабели, и может понадобиться индивидуальная подстройка схемы. Симметрия системы зависит от симметричности источника, сигнальных проводов и нагрузки, а также от симметрии любых паразитных импедансов. Между двумя входными проводниками должна быть обеспечена симметрия, как по активным, так и по реактивным сопротивлениям, т. е. активные и реактивные сопротивления каждого из проводников относительно земли должны быть равны.

Величина любых шумов, проникающих в симметричную схему, является функцией степени ее несимметрии и прямо пропорциональна синфазному напряжению шумов. Симметрия никогда не бывает совершенной, и при наличии синфазных напряжений шумов некоторое напряжение шумов поступает в схему. Синфазное напряжение шумов можно уменьшить соответствующим экранированием и заземлением. Экранирование можно использовать для уменьшения величины синфазного напряжения, наводимого на проводники, а симметрирование уменьшает долю синфазного напряжения, поступающего в нагрузку. Симметрия системы зависит от частоты сигнала. Обычно, чем выше частота, тем труднее получить точную симметрию, поскольку на высокой частоте большое влияние на работу схемы оказывает паразитная емкость.

Знание симметрии, обеспечиваемой отдельными компонентами, из которых строится система, не позволяет предсказывать степень симметрии всей системы. Например, отклонения в симметрии двух компонентов могут компенсировать друг друга таким образом, что суммарный баланс комбинации компонентов будет выше, чем от каждого из них. С другой стороны, компоненты могут быть такими, что суммарный баланс может оказаться меньше, чем от каждого компонента в отдельности.

Одним из способов гарантии хорошей симметрии всей системы является задание на каждый компонент допуска, существенно меньшего, чем величина общего допустимого разбаланса системы. Однако этот метод может привести к тому, что разработка будет не самой экономичной.

  • Симметрия – основа гармонии
  • Красота требует жертв, в данном случае – не слишком больших и вполне оправданных.

Недостаток симметричной передачи сигнала по витой паре состоит в том, что в дополнение к кабелю необходимы одно передающее и одно приемное устройство. Они увеличивают не только стоимость системы, но и риск потерять сигнал, если какой-либо из этих двух компонентов выйдет из строя.

Рассмотрим простейший случай, когда информацию от компьютера нужно воспроизводить с помощью видеопроектора или плазменной панели, находящейся на значительном удалении (скажем, 50-100 м) от системного блока компьютера. На первый взгляд, очевидным кажется решение о создании локальной сети из двух компьютеров и подключении устройства отображения вместо монитора второго компьютера, но как быть, если проектор должен крепиться к потолку или устанавливаться в таком месте, где обслуживать его станет, мягко говоря, неудобно?

Правильное решение заключается в использовании удлинителей интерфейса (extender или line transmitter) компьютерного монитора, современные модели которых обеспечивают передачу сигнала на требуемую дальность с малым уровнем помех по витой паре. Такое эффективное и недорогое техническое решение найдет применение во многих областях: в информационных системах на транспорте, в учебных заведениях или больницах.

Как и удлинители видеоинтерфейсов, удлинитель сигналов VGA действует на аппаратном уровне, поэтому он свободен от каких-либо проблем с совместимостью программного обеспечения, согласованием кодеков или преобразованием форматов.

До недавних пор по витой паре удавалось передавать без потери качества сигналы на сравнительно небольшие расстояния, однако в истекшем году ситуация коренным образом изменилась после того, как на рынке появилась новая линейка удлинителей для работы с витой парой. Благодаря новой элементной базе, а также новым аппаратным и схемным решениям удалось достичь настоящего прорыва: теперь сигналы без потери качества можно передавать на расстояния, превышающие 300 метров. Оборудование способно устойчиво работать с обычной неэкранированной витой парой категории 5, но гораздо лучшие результаты можно получить при использовании кабелей более высокого качества.

В новую линейку оборудования входят передатчики XGA сигнала в витую пару, усилители-распределители, коммутаторы, приемники сигналов из витой пары.

Возможности оборудования удовлетворят потребностям самых взыскательных пользователей.

Удлинитель сигналов VGA, использующий кабель на витой паре, не имеет проблем с совместимостью и не требует сложного обслуживания.

Новейшие разработки позволяют транслировать сигнал VGA на расстояния более 300 м

ЧТО И НА КАКОЕ РАССТОЯНИЕ ПЕРЕДАЕТ УДЛИНИТЕЛЬ

Пассивная линия (без усилителей/преобразователей):

  • Кабель типа RG-59 или RG-6 способен передать без видимых на экране искажений композитное видео, телевизионный сигнал стандартов PAL или NTSC на 20-40 м
  • Кабель типа RG-11 работает до 50-70 м
  • Специализированные кабели, например Belden 8281 или Belden 1694A, позволят увеличить дальность передачи примерно на 50%.

Для сигналов VGA, Super-VGA или XGA:

  • Обычный кабель VGA обеспечивает передачу изображения с разрешением 640×480 на расстояние 5-7 м
  • При разрешении 1024×768 и выше такой кабель не должен быть длиннее 3 м.
  • Высококачественные промышленные кабели VGA/XGA обеспечивают дальность до 10-15, редко до 30 м.

Линия связи подвержена потерям на высоких частотах (High frequency loss), которые проявляются в снижении яркости до полного исчезновения цвета, ухудшении разрешения и четкости. Для устранения этой проблемы в удлинителях VGA/XGA используется схема управления потерями на высоких частотах, именуемая EQ (Cable Equalization, коррекция кабеля) или управление высокочастотной составляющей – HF (High Frequency) control. Схема EQ обеспечивает частотно-зависимое усиление сигнала для «спрямления» амплитудно-частотной характеристики.

Итак, удлинитель должен быть оснащен усилителем сигнала (желательно регулируемым) и системой EQ, а в качестве среды передачи лучше выбрать витую пару, как наиболее массовое и недорогое кабельное изделие.

ЛИНИИ НА ОСНОВЕ ВИТОЙ ПАРЫ

Способны передать композитный видеосигнал на расстояние до 300-1000 м (при передаче композитного сигнала на расстояние менее 100 м нет особого смысла переходить на витую пару). Компонентный и s-Video сигналы (для стандартного ТВ) можно передавать на расстояния, не намного меньшие, чем композитный сигнал.

Компонентные сигналы для телевидения высокой четкости (ТВЧ, HDTV) требуют большей полосы пропускания и хорошо передаются на 100-500 м.

Сигналы класса VGA можно передавать на расстояния до 100-300 метров. Пример системы передачи такого сигнала на 100 м приведен на рисунке 3, а разветвленной системы распределения сигнала до 250 м — на рисунке 4.

Передающее устройство удлинителя обычно преобразует видеосигнал(ы) в дифференциальный симметричный формат, наиболее подходящий для витых пар. На принимающей стороне восстанавливается стандартный видеоформат для воспроизведения полученного сигнала на мониторе.

Средой передачи в удлинителях могут также быть оптическое волокно и беспроводный радиоканал. По сравнению с витыми парами, оптоволокно значительно увеличит стоимость, а беспроводная связь не обеспечит достаточной помехозащищенности и надежности, да и получить разрешение на ее использование непросто. Удлинитель интерфейса должен быть оснащен регулируемым усилителем сигнала и схемой компенсации потерь на высоких частотах.

В качестве среды передачи можно использовать витую пару, как наиболее массовое и недорогое кабельное изделие, способное передать видеосигналы на большие расстояния.

Источник

Читайте также:  Свет от кабельного провода