Медные кабели в сети доступа, их основные характеристики и требования к ним для передачи цифровых сигналов

Институт телекоммуникационных систем

Дисциплина

“Мультисервисные сети абонентского доступа - 1 ”

Реферат

На тему :“ Медные кабели в сети доступа, их основные характеристики и требования к ним для передачи цифровых сигналов(ч.1) ”

Выполнила: ст. гр. ТС-51м

Герлянд А.М.

Киев-2015

Медные кабели в сети доступа, их основные характеристики и требования к ним для передачи цифровых сигналов

Составляющей сети доступа являются абонентские линии (АЛ), которые строятся на использовании как низкочастотных, так и высокочастотных

кабелей. Скорость передачи информации по абонентским линиям зависит от

значений электрических параметров кабелей, соединительных муфт,

кроссового оборудования АТС, распределительных шкафов, коробок и ящиков,

оборудования xDSL и т.д.

Далее расмотрим краткие данные о кабелях и их характеристиках.

Кабелем называют конструкцию, состоящую из скрученных в сердечник изолированных жил, поверх которого (сердечника) размещаются оболочка для

защиты от проникновения влаги и бронированное покрытие.

Классификация разновидностей медных кабелей для СД представлена графически на рисунке 1.

Рисунок 1 Разновидности медных кабелей для сетей доступа

Низкочастотные телефонные кабели выпускаются и применяются на сетях для передачи речевых сообщений и для работы аппаратуры цифровой передачи с низкими скоростями. Кабели имеют различные конструкции изоляции, оболочки, способы скрутки, емкость, диаметр жил. Так городские кабели с медными жилами в свинцовой оболочке, изготавливаемые по ГОСТ 20802-75, отличаются тремя признаками: диаметром токопроводящих жил, количеством пар, типом защитных покровов. У этих кабелей токопроводящие жилы изготавливаются из медной проволоки диаметром 0,4; 0,5; 0,7 мм. Жилы изолируются сплошным слоем бумажной массы или телефонной бумаги, положенной по спирали с перекрытием. Это воздушно бумажная изоляция.

По типу защитных покровов различают четыре типа кабелей:

ТГ – в свинцовой оболочке для прокладки в кабельной канализации, по стенам зданий, для подвески;

ТБ – в свинцовой оболочке, с плоской стальной броней и защитным наружным слоем для прокладки в грунт;

ТБГ – в свинцовой оболочке, с плоской стальной броней, с противокоррозионной защитой для прокладки в помещениях, в коллекторах и тоннелях;

ТК – в свинцовой оболочке, с броней из круглых стальных, оцинкованных проволок с защитным наружным покрытием для прокладки под водой, в грунтах, для вертикальной прокладки.

Число пар в кабелях может колебаться от 10 до 1600. Изолированные жилы скручиваются в пары с шагом не более 250 мм. При группировании пар используются повивная и пучковая скрутка. Кабели нуждаются в содержании под избыточным воздушным давлением.

Телефонные кабели с полиэтиленовой изоляцией жил в пластиковой оболочке до 1.07.2000 г. изготовлялись по ГОСТ 22498-77 и предназначались для распределительных и магистральных линий ГТС при эксплуатационных температурах от –50° до +60°С. Это были кабели типа ТПП – в полиэтиленовой оболочке для прокладки в телефонной канализации, по стенам зданий и для подвески и их разновидности (ТППБ – бронированные плоскими лентами, ТППБбШп – защитный наружный шланг, TППт – со встроенным тросом для подвески и т.д.).

Токопроводящие жилы этих кабелей изготавливались из медной проволоки диаметром 0,32; 0,4; 0,5 и 0,7мм и изолировались сплошным полиэтиленом. Изолированные жилы скручивались шагом не более 100 мм в виде пар и четверок. Изолированные пары и четверки скручивались в сердечник с повивами или в пучки. Кабели предусматривали алюминиевый экран.

Для повышения надежности кабелей и эффективности борьбы с проникновением влаги под оболочку были разработаны герметизированные кабели с гидрофобным заполнителем типа:

ТПЭПЗ – телефонный, с полиэтиленовой изоляцией, экраном из алюминиевой фольги, гидрофобным заполнителем, в полиэтиленовой оболочке;

ТППЗПБ – аналогичный ТПЭПБ, но бронированный ленточным слоем и в полиэтиленовым шланге и т.д.

Указанные низкочастотные кабели находятся в эксплуатации в большинстве сетей. Для развития сетей доступа необходимо знать реальные возможности этой кабельной продукции, прежде всего в характеристиках передачи на частотах до 2 или даже до 10 МГц. В указанных диапазонах должна оцениваться возможность передачи высокоскоростного трафика к абонентам и от их терминалов.

Последние усовершенствования медных кабелей базируются на новых стандартах. Это кабели марки ТПП в различных модификациях (ТППэп, ТППэпЗ, ТППэпБ и т.д.). Диаметры жил кабеля 0,32; 0,4; 0,5; 0,64; 0,7. Шаг скрутки пар от 100 до 500-600 мм. В кабелях предусмотрена заливка гидрофобным заполнителем.

Для внутридомовой проводки в случае реализации доступа к цифровым услугам ISDN (базовый 2B + D, первичный 30B + D) требуется замена кабеля ТРП на кабель с хорошим значением переходных помех. Такими кабелями являются ТПВ АД – телефонный, полиэтиленовой изоляции жил, поливинилхлоридная оболочка сетей абонентского доступа. Примеры этих кабелей приведены в таблице 3.

Таблица 3 Кабели типа ТПВАД

Марка кабеля	Области применения
ТПВАД 1x2x0,5 2x2x0,5 3x2x0,5 4x2x0,5	Кабели с цилиндрическим сердечником для передачи сигналов до 200 кГц внутри зданий
ТПВЭАД 2(1x2x0,5) 2(2x2x0,5) 2(4x2x0,5)	Кабели с двумя параллельно уложенными экранированными группами для передачи сигналов до частот 2048 кГц внутри зданий

Область применения кабелей – сеть абонентского доступа:

• неэкранированные до 200 кГц;
• экранированные до 200 кГц;
• экранированные до 2048 кГц.

Конструкции этих кабелей обеспечивают переходные затухания между цепями на ближнем конце в строительной длине на частотах 0,1; 100; 200 кГц – 90, 80, 70 дБ соответственно.

Проблемы низкочастотных медных кабелей для развития сетей доступа создают трудности по развертыванию широкополосных цифровых услуг.

Абонентские линии, как правило, неоднородны. Пары кабелей, подключаемые в распределительном шкафу и распределительных коробках к плинтам оконечных устройств, могут иметь различный диаметр жил, т.е. различные волновые сопротивления. Вдоль линии обычно располагается несколько соединительных и разветвительных муфт. Увлажненные и загрязненные плинты в распределительных шкафах, неупорядоченные кроссировки между ними приводят к увеличению проводимости между цепями на постоянном и переменном токах, что приводит к возрастанию взаимных влияний. Кроме того, контакты нестабильны на сростках жил в муфтах, окисляются, особенно при попадании влаги в кабель. Возникающая асимметрия зависит и от температуры.

Интенсивное внедрение на абонентских медных линиях цифровой передачи, в частности по технологии xDSL, потребовало изменения взглядов на линии связи.

Традиционные кабели ТПП (ГОСТ Р 51311-99) уже не удовлетворяют современным требованиям по скорости передачи, т.к. не обеспечивают полосу

частот до 100, 250, и даже 600 МГц. Поэтому в соответствии с международными стандартами:

• американским TIA/EIA 568;
• международным ISO/IEC 11801;
• европейским EN 50173

Структурированые кабельные системы (СКС). Кабели представляют собой специальные конструкции витых пар, обеспечивающих широкополосную передачу. Кабели определены по категориям и классам приложений.

СКС (SCS – Structured Cabling System) – представляет собой универсальную кабельную проводку для локальных сетей, проектируемую и устанавливаемую без привязки к конкретным приложениям, т.е. к сетям компьютерным, телефонным и другим

Известно, что для построения сетей доступа могут быть использованы существующие сети кабельного телевидения и перспективные интерактивные сети кабельного телевидения. Структуры и стандарты КТВ существуют и развиваются независимо от других сетей, т.к. имеется свой спектр услуг с телевизионным вещанием в основе. Физической средой для передачи сигналов в КТВ чаще всего являются коаксиальные кабели различных марок. Для стандартизации в этой области телекоммуникаций в 1995-1996 годах Европейским комитетом по стандартизации в электротехнике (CENELIC) выпущен стандарт EN 50117 -коаксиальные кабели, используемые в кабельных распределительных сетях. Он заложил основу нормативной документации на коаксиальные кабели для широкополосных мультимедийных сетей [12, 13, 14].
Прежде всего, стандарт устанавливает ряд диаметров по изоляции для распределительных и магистральных кабелей: 6,9; 8,8; 13,5; 19,4; 23; 29 мм. В нем определена рабочая область частот 5-862 МГц, считавшаяся базовой в Европе до 1996 г.

В настоящее время стандарты коаксиальных кабелей для перспективных сетей находятся в обсуждении. Предполагается, что международная электротехническая комиссия (МЭК-IEC) примет единый стандарт коаксиальных кабелей под индексом IEC 61196. Однако уже производятся коаксиальные кабели, отвечающие стандарту EN 50117, но рассчитанные на диапазон частот 5-2500 МГц. Эти кабели отличаются рекордно низкими потерями энергии благодаря применению вспененного полиэтилена для изоляции центрального проводника от трубки. В таблице 5 приведены некоторые характеристики новых коаксиальных кабелей для мультимедийных сетей.

Если сравнить характеристики затухания кабелей СКС и коаксиальных, то нетрудно увидеть, что коаксиальные имеют существенно меньшее погонное затухание, но при этом они проигрывают в цене. Коаксиальные кабели хорошо защищены от взаимных и внешних помех. Их коэффициент экранирования превышает 75 дБ в полосе частот 30-1000 МГц.

К электрическим параметрам передачи кабелей относятся:

· Электрическое сопротивление токопроводящих жил постоянному току, Ом/км;

· электрическое сопротивление изоляции жил, МОмкм,

· рабочая(электрическая) емкость С 0, нФ/км;

· коэффициент затухания, дБ/км;

· коэффициент фазы, рад/км;

· модуль волнового сопротивления |Z в |, Ом, и его фаза в, град.;

· электрическое сопротивление изоляции наружной оболочки R из об

и шланга R из ш, МОмкм;

· переходное затухание на ближнем конце А 0, дальнем

конце А l и защищенность на дальнем конце А з, дБ;

· затухание несогласованности А нс и затухание асимметрии А ас, дБ.

Зависимость параметров передачи пар кабеля от частоты

Первичные параметры передачи кабеля зависят от частоты. Например, активное сопротивление пары кабеля при увеличении частоты увеличивается вследствие влияния поверхностного эффекта, эффекта близости и влияния соседних жил. Индуктивность пары кабеля при увеличении частоты уменьшается вследствие того, что под влиянием поверхностного эффекта уменьшается внутренняя индуктивность, а внешняя индуктивность от частоты не зависит. Рабочая емкость пары кабеля от частоты не зависит. Проводимость изоляции при увеличении частоты растет вследствие увеличения потерь на поляризацию материала изоляции.

Вторичные параметры передачи кабеля определяются первичными параметрами передачи и поэтому зависят от частоты. Коэффициент затухания пары кабеля при увеличении частоты увеличивается вследствие увеличения потерь за счет вихревых токов в металлических жилах и потерь на поляризацию материала изоляции. Модуль волнового сопротивления пары кабеля при увеличении частоты сначала уменьшается за счет уменьшения внутренней индуктивности, а затем становится независимым от частоты. Фаза волнового сопротивления при увеличении частоты имеет отрицательный знак и приближается постепенно к нулю в диапазоне высоких частот.

Зависимость параметров передачи пар кабеля от длины

Сопротивление и рабочая емкость пары прямо пропорционально зависят от длины кабеля. Сопротивление изоляции зависит от длины пары кабеля обратно пропорционально. Затухание зависит прямо пропорционально от длины пары кабеля. Модуль и фаза волнового сопротивления от длины пары кабеля не зависят. Зависимость параметров передачи пар кабеля от срока эксплуатации

Вследствие процесса старения все электрические параметры передачикабеля меняются. Наибольшую зависимость от срока эксплуатации имеютсопротивление изоляции, рабочая емкость и коэффициент затухания.

Использованная литература:

1. Балашов В.А., Лашко А.Г., Ляховецкий Л.М. Технологии широкополосного доступа xDSL. М.: Эко-Трендз, 2009

2. Аппаратура и сети доступа.

http://siblec.ru/index.php?dn=html&way=bW9kL2h0bWwvY29udGVudC83c2VtL2NvdXJzZTEyNS91Y2hfcG9zb2JpZS9pbmRleGxleC5odG0

Дата добавления: 2015-11-04