Характеристики ліній зв’язку

До основних характеристик ЛЗ відносяться [1, 4, 7, 17]:

- амплітудно-частотна характеристика;

- смуга пропущення;

- загасання;

- завадостійкість;

- перехресні наведення на ближньому та дальному кінцях лінії;

- пропускна здатність;

- вірогідність передачі даних;

- вартість.

Перш за все спеціалістів з КМ цікавлять пропускна здатність і вірогідність передачі даних, оскільки ці характеристики прямо впливають на продуктивність і надійність створюваної мережі. Вони характеризують як ЛЗ, так і спосіб передачі даних. Тому, якщо спосіб передачі (протокол) вже визначений - те відомі і ці характеристики. Наприклад, пропускна здатність цифрової ЛЗ завжди відома, тому що на ній визначений протокол фізичного рівня, що задає бітову швидкість передачі даних (наприклад, 10 Мбіт/с). Однак не можна говорити про пропускну здатність ЛЗ, до того як для неї визначений протокол фізичного рівня. В таких випадках дуже важливими є смуга пропущення, перехресні наведення, завадостійкість та інші характеристики.

Амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) показує, як знижується амплітуда синусоїди на виході ЛЗ порівняно з амплітудою на її вході для всіх можливих частот переданого сигналу. Замість амплітуди в цій характеристиці часто використовують також потужність сигналу.

Знання амплітудно-частотної характеристики реальної ЛЗ дозволяє визначити форму вихідного сигналу практично для будь-якого вхідного сигналу, проте одержати її дуже важко. Адже для цього необхідно провести тестування лінії еталонними синусоїдами по всьому діапазоні частот від нуля до деякого максимального значення, що може зустрітися у вхідних сигналах. Тому, практично, замість АЧХ застосовуються інші, спрощені характеристики - смуга пропущення і загасання.

Смуга пропущення (bandwidth) - це безперервний діапазон частот, для якого відношення амплітуди вихідного сигналу до вхідного перевищує деяку заздалегідь задану межу (зазвичай 0,5). Тобто вона визначає діапазон частот синусоїдального сигналу, при яких цей сигнал передається по ЛЗ без значних спотворень. Знання смуги пропущення дозволяє одержати з деяким ступенем наближення той же результат, що і знання АЧХ, А ширина смуги пропущення дуже впливає на максимально можливу швидкість передачі інформації по ЛЗ.

Загасання (attenuation) - це відносне зменшення амплітуди або потужності сигналу при передачі по ЛЗ сигналу визначеної частоти. Зазвичай воно виміряється у децибелах (дБ., decibel - dВ) і обраховується за формулою:

А = 10×lg(Р_вих/Р_вх),

де Р_вих, Р_вх - потужності сигналу на виході та на вході ЛЗ відповідно.

Оскільки потужність вихідного сигналу кабелю без проміжних підсилювачів завжди менше, ніж потужність вхідного сигналу, загасання кабелю завжди є негативною величиною. Наприклад, скручена пара п’ятої категорії характеризується загасанням не нижче -23,6 дБ для частоти 100 МГц при довжині кабелю 100 м. Частота 100 МГц обрана тому, що кабель цієї категорії призначений для високошвидкісної передачі даних, сигнали яких мають значимі гармоніки з частотою приблизно 100 Мгц. Часто оперують з абсолютними значеннями загасання.

Абсолютний рівень потужності, наприклад рівень потужності передавача, також виміряється в децибелах. При цьому базове значення потужності сигналу, щодо якого виміряється поточна потужність, приймає значення 1 мВт. Таким чином, рівень потужності р обчислюється за формулою:

р = 10 lg Р/1мвт [дБм],

де Р - потужність сигналу в міліватах, а дБм (dBm) - це одиниця виміру рівня потужності (децибел на 1мВт).

Таким чином, амплітудно-частотна характеристика, смуга пропущення і загасання є універсальними характеристиками, і їхнє знання дозволяє зробити висновок про те, як через ЛЗ будуть передаватися сигнали будь-якої форми. Смуга пропущення залежить від типу лінії і її довжини.