Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

5 Signalkabler Parkabler Produseres og leveres i uskjermet og skjermet utførelse: • UTP- uskjermet revolvert parkabel (Unshielded Twisted Pair) • STP-

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "5 Signalkabler Parkabler Produseres og leveres i uskjermet og skjermet utførelse: • UTP- uskjermet revolvert parkabel (Unshielded Twisted Pair) • STP-"— Utskrift av presentasjonen:

1 5 Signalkabler Parkabler Produseres og leveres i uskjermet og skjermet utførelse: • UTP- uskjermet revolvert parkabel (Unshielded Twisted Pair) • STP- skjermet revolvert parkabel (Shielded Twisted Pair)  STP (TP-kabel med flettet skjerm)  FTP (TP-kabel med folieskjerm)  F-STP (TP-kabel med folieskjerm og flettet skjerm) Skjermede kabler har generelt større støyimmunitet enn uskjermede. Skjermen jordes i hver ende av kabelen.

2 Flettet skjerm Isolerte kobberledere Plastkappe Figur 5.1Skjermet parkabel av type S-FTP. Jordingslisse Folie- skjerm Parkabel

3 Tabell 5.1Eksempel på fargekode (IEC). ParA-grenB- gren ParA- gren B- grenParA-grenB-gren 1Hvit/ blåBlå/ hvit11Sort/ blåBlå/ sort21Fiolett/ blåBlå/ fiolett 2Hvit/ oransje Oransje/ hvit 12Sort/ oransje Oransje/sort22Fiolett/ oransje Oransje/ fiolett 3Hvit/ grønnGrønn/ hvit 13Sort/ grønn Grønn/ sort23Fiolett/ grønn Grønn/ fiolett 4Hvit/ brunBrun/ hvit 14Sort/ brunBrun/ sort24Fiolett/brunBrun/ fiolett 5Hvit/ gråGrå/ hvit15Sort/ gråGrå/ sort25Fiolett/gråGrå/ fiolett 6Rød/ blåBlå/ rød16Gul/ blåBlå/ gul 7Rød/ oransje Oransje/ rød 17Gul/ oransje Oransje/ gul 8Rød/ grønnGrønn/ rød 18Gul/ grønn Grønn/ gul 9Rød/ brunBrun/ rød19Gul/ brunBrun/ gul 10Rød/ gråGrå/ rød20Gul/ gråGrå/ gul Fargekode

4 Koaksialkabler Senterleder Dielektrikum (isolator) Flettet skjerm Ytterkappe Figur 5.2 Koaksialkabel Typer koaksialkabel, egenskaper og anvendelse TypeKarakteristisk impedans, ohm AnvendelseBeskrivelse RG-850DatanettTynn Ethernett-kabel (brukes lite i dag) RG-950DatanettTynn Ethernett-kabel (brukes lite i dag) RG-5850DatanettTykk Ethernett-kabel (utgått) RG-5975Kabel-TV og antennenett

5 R L C G Figur 5.3Ekvivalentskjema for elektrisk transmisjonslinje. Ekvivalentskjema

6 Elektromagnetisk støy •Ekstern støy –atmosfærisk støy som elektrostatiske utladninger i form av lyn og torden –støy forårsaket av industri, maskiner, releer osv •Intern støy –skyldes komponenter, strømmer og spenninger i det utstyret som skal overføre informasjon. –Signal/støyforholdet eller S/N-forholdet (Signal/Noise) oppgis i desibel (dB). –Jo bedre, det vil si større, S/N-forhold, desto bedre kvalitet på overføringen.

7 Forvrengning •Lineær forvrengning –skyldes ohmsk resistans –opptrer som en ren dempning av signalet –den ohmske resistansen øker med økende frekvens (skin-effekt), noe som gjør at signaler med forskjellige frekvenser dempes ulikt •Faseforvrengning. –tidsforsinkelse fra sending til mottaking •Ulineær forvrengning –skyldes induktans og kapasitans i kabelen (reaktans)

8 Forvrengning Kabelens reaktans er frekvensavhengig, som vi kan se ut fra formlene for kapasitiv og induktiv reaktans: X C = 1 2πf C 2πfL X L = Et digitalt inngangssignal er sammensatt av en rekke sinusformede signalkomponenter av ulik frekvens og amplitude (se kap. 4 figur 4.10 og 4.11). Signalkomponentene påvirkes ulikt som følge av forskjellig frekvens og kabelens reaktans.

9 Dempning (eng. attenuation) •Kabeldempning oppgis i dB/100 meter eller dB/km ved ulike frekvenser. •Skin effect: Ved økende frekvens presses elektronene ut i lederens ytterlag, og den elektriske motstanden øker i takt med signalets frekvens. Skin effekten gjør at elektronene ikke utnytter hele ledertverrsnittet.

10 f (MHz) dB Figur 5.4Dempning som funksjon av frekvens i en kabel av type kategori 5. Dempning

11 Sløyferesistans (DC Loop-resistans) •Resistansen målt mellom lederne i den ene enden av kabelen med kortslutning i den andre enden. •Størrelsen på sløyferesistansen er avhengig av kabelens lengde, ledernes tverrsnitt og temperatur. •Oppgis i datablad per 100 meter eller per km og ved en bestemt temperatur, vanligvis 20  C. •For et kabelpar av kobber med lederdiameter på 0,5 mm vil sløyfemotstanden være ca. 175 ohm/km ved 20  C.

12 Krysstale (eng. crosstalk) •Skyldes elektromagnetiske felter fra omkringliggende ledere i en kabel. •Problemet reduseres ved å benytte balansert transmisjon. • To typer: –Nær-ende krysstale (NEXT = Near End cross Talk) –Fjern-ende krysstale (FEXT = Far End cross Talk) •NEXT måles ved å koble en signalgenerator på et par i én ende av kabelen og måle krysstale på et annet par i den samme enden. •FEXT måles ved å kople en signalgenerator på et par i den ene enden av kabelen og måle krysstale på et annet par i den motsatt enden.

13 Måling av krysstale ~ par A par B u A1 u A2 u B2 u B1 Måling av NEXT Måling av FEXT Figur 5.5Måleoppstilling for registrering av krysstale. NEXT AB = 20 lg u A1 / u B1  dB  FEXT AB = 20 lg uA1 / u B2  dB 

14 Krysstale, egenskaper •NEXT og FEXT oppgis i datablad i dB. •Jo høyere dB-verdier, desto bedre kvalitet har kabelen med hensyn til krysstale. •Krysstaleegenskapene blir dårligere ettersom frekvensen øker. •Krysstaleegenskapene blir dårligere hvis strukturen i kabelen ødelegges (knekker, vridning, ytre skader).

15 Krysstale og frekvens f (MHz) NEXT dB Figur 5.6NEXT-egenskaper som funksjon av frekvens i en kabel av type kategori 5.

16 ACR, Attenuation to Crosstalk Ratio  Nær-ende krysstaledempning.  Defineres som differansen mellom kabelens NEXT og kabelens dempning. Ved å klikke på denne linken finner du data for bl.a. dempning, sløyferesistans, krysstale, ACR og karakteristisk impedans: DATABLAD

17 Andre tap i transmisjonslinjer •Varmeutvikling i ledere •Dielektrisk varmeutvikling •Elektromagnetisk stråling (strålingstap)

18 Balansert og ubalansert transmisjon Ved transmisjon i kabler kan vi dele disse inn i to hovedgrupper: •Balanserte kabler (symmetriske) •Ubalanserte kabler (asymmetriske)

19 Balanserte kabler •To parallelle eller tvinnede ledere der de to lederne har like elektriske egenskaper. •Lederne er av samme type, har samme impedans per lengdeenhet og samme impedans mot jord og mot andre elektriske forbindelser. •Både signalkilde og avslutning på mottakerside må være balansert. •Balansert signalkilde vil si at det sendes like store signaler, men med motsatt polaritet (balanserte signaler) i hver av de to lederne. •Krysstale reduseres til et minimum fordi det elektromagnetiske feltet som oppstår i hver av de to lederne vil utligne hverandre. •Støy og elektromagnetisk interferens fra omgivelsene påvirker begge lederne like mye, og støysignalene som oppstår i de to lederne vil utligne hverandre.

20 Balansert transmisjon Driver Mottaker Kabelpar Signal Figur 5.7Balansert transmisjon.

21 Kabel som firpol, balansert G C L/4 R/4  l Figur 5.8 Ekvivalentskjema foren bit av et balansert kabelpar.

22 Kabel som firpol, ubalansert G C L/2 R/2  l Figur 5.9Ekvivalentskjema for ubalansert kabel.

23 Fra ubalansert til balansert transmisjon Balun Balansert kabel Ubalansert Figur 5.10 Bruk av balun for overgang mellom balansert og ubalansert transmisjon.

24 Karakteristisk impedans •En transmisjonslinjes karakteristiske impedans er impedansen i en teoretisk «uendelig lang linje». •Det vil si en linje som er så lang at impedansen som måles på inngangen er uavhengig av hvordan linjen er avsluttet i andre enden.

25 Karakteristisk impedans  = 2π  er vinkelfrekvensen i radianer/sek (den imaginære enhet) Z 0 =  R + j  L G + j  C j brukes for å markere at det er 90° faseforskjell mellom resistansen R og reaktansen  L, og likeledes mellom admittansen G og reaktansen  C. Karakteristisk impedans ved høyere frekvenser: Z 0 =  L C j =  - 1

26 Karakteristisk impedans som funksjon av frekvens 600 Ω 100 Ω Z0Z0 1 kHz1 MHz frekvens Figur 5.11Karakteristisk impedans som funksjon av frekvens i en parkabel.

27 Karakteristisk impedans •For høyere frekvenser vil den karakteristiske impedansen være tilnærmet konstant og uavhengig av frekvensen. •Karakteristisk impedans kan også uttrykkes som forholdet mellom påtrykt signalspenning og resulterende signalstrøm: Z0 =Z0 = u i

28 Måling av karakteristisk impedans ~ signalgenerator kabel AC ampermeter AC voltmeter Figur 5.12 Måleoppstilling for måling av karakteristisk impedans.

29 Karakteristisk impedans og mistilpasning Dersom det er ulikhet (mistilpasning) mellom kabelens karakteristiske impedans og impedansen i utstyret i hver ende av kabelen, vil vi få refleksjon i endepunktene som igjen resulterer i tapt signalstyrke. Z0Z0 Z1Z1 Z L = Z 0 → tilpasning og ingen refleksjon Z L ≠ Z 0 → mistilpasning og refleksjon

30 Refleksjon, kortsluttet avslutning distanse I U  /2  /4  /2 distanse Sendt og returnert strømbølge Sendt og returnert spennings- bølge Kortsluttet linjeZ = 0 Figur 5.13 a)Refleksjon ved kortsluttet avslutning.

31 Refleksjon, åpen avslutning distanse I U  /2  /4  /2 distanse Sendt og returnert strømbølge Sendt og returnert spennings- bølge Åpen linje Z = ∞ Figur 5.13 b)Refleksjon ved åpen avslutning.

32 Refleksjon Refleksjonsfaktor p = URUR UFUF = Z L  Z 0 Z L + Z 0 Z 0 = linjens karakteristiske impedans Z L = lastens impedans p = 0 ingen refleksjon p = 1 totalrefleksjon

33 Standbølgeforhold, SWR (Standing-Wave Ratio) •Forholdet mellom maksimum strøm og minimum strøm langs en transmisjonslinje. •Er et resultat av misforhold mellom impedansen i lasten og linjen. Z 0 = den karakteristiske impedansen R L = den ohmske lasten S = Z0Z0 RLRL Jo mer standbølgeforholdet er forskjellig fra 1, desto større vil misforholdet mellom linje og last være, og desto større vil også problemene med refleksjon og standbølger være.

34 Dempningsberegning p1p1 p2p2 p3p3 Kabel Figur 5.14 Dempningsberegning. G P = 10 lg p2p2 p1p1  dB  Ved effektberegning: G u = 20 lg u2u2 u1u1 i2i2 Ved spenningsberegning: Når vi beregner dempning regner vi som regel i desibel: For å kompensere for dempning må vi gjerne inn med en forsterker.  dB  G i = 20 lg i1i1 Ved strømberegning:  dB 

35 Absolutt nivå, dBm og dBu G dbm = 10 lg p 1 mW G dbu = 20 lg u 0,775 V  dBu  Absolutt effektnivå [dBm] Absolutt spenningsnivå [dBu]  dBm  I stedet for å operere med effekter og spenninger i forhold til hverandre, er det ofte hensiktsmessig å bruke effekt og spenning relatert til definerte nivåer:


Laste ned ppt "5 Signalkabler Parkabler Produseres og leveres i uskjermet og skjermet utførelse: • UTP- uskjermet revolvert parkabel (Unshielded Twisted Pair) • STP-"

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google