Файл: Грызлов, А. Ф. Линейные сооружения городских телефонных сетей учеб. пособие.pdf

Г Л А В А В О С Е М Н А Д Ц А Т А Я

З А Щ И Т А К А Б Е Л Ь Н Ы Х ЦЕ ПЕ Й

ОТ В З А И М Н Ы Х И В Н Е Ш Н И Х

ВЛ И Я Н И Й

18.1.ВЛИЯНИЯ В КАБЕЛЯХ СВЯЗИ

Одним из факторов, определяющих качество телефонной связи, является помехозащищенность системы. В системах электросвязи наиболее подвержены помехам цепи связи. Помехи, создаваемые в аппаратуре, несколько меньше. В самых неблагоприятных усло­ виях находятся симметричные цепи из-за своей конструкции. По­ мехозащищенность кабельных цепей зависит как от величины влияния, так и от эффективности мер, принимаемых для уменьше­ ния мешающего влияния.

В конструкцию кабеля заложены свойства, уменьшающие влия­ ние помех: скрутки жил, групп, центрирующий кордель в четвер­ ке, экраны и оболочки. Однако заводское изготовление кабеля не может обеспечить идеальную конструкцию. Технологические до­ пуски: неравномерность наложения изоляции, неточность скрутки, нарушение геометрии расположения жил из-за сминаемости, неод­ нородность материалов и другие факторы снижают защищен­ ность цепей от помех. Поэтому в ряде случаев в процессе монтажа приходится принимать меры для увеличения защищенности и, сле­ довательно, для обеспечения необходимого качества связи.

Помехи в кабельных цепях могут появляться за счет электро­ магнитного воздействия соседних цепей — в з а и м н о е в л и я ­ ние — и внешних источников — в н е ш н е е в ли я н и е. Источни­ ками внешних влияний для линий междугородной связи являются радиостанции линии электропередач, электрифицированные желез­ ные дороги и магнитные бури. Эффективной защитой в этом слу­ чае являются соответствующие фильтры и оболочка кабеля. Для линий ГТС наибольшую вероятность помех следует ожидать от линий радиофикации и электросети.

Помехи на тональной частоте проявляются в виде переходного разговора или шума, на высокой частоте — главным образом в ви­ де шума. В цепях ГТС наблюдаются помехи в виде прослушива­ ния внятного разговора, радиопередач, шума (фона) и треска, по­ мехи возникают от соприкосновения проводов между собой, а так­ же с проводами радиофикации или электросети.

Величина воздействия источника помех зависит от электриче­ ского состояния цепи, подверженной влиянию, параметров влия-

279

ния и источника влияния (мощность, частота и др.). Состояние симметричной цепи определяется омической (\AR) и емкостной (е) асимметрией.

Омическая асимметрия есть разность сопротивлений жил цепи: AR = Ra—Rb, где Ra и Rb — сопротивления жил а и Ь, Ом. Емкост­

ОИвлочка.

-(экран)

метрия обозначается е3. Очевидно, чем больше асимметрия, тем хуже помехозащищенность.

Электромагнитное влияние между цепями может быть представ­ лено как суммарное влияние электрического и магнитного полей. Влияние соответственно может быть определено через электриче­ скую связь К12 и магнитную связь М 12. Коэффициент электрической связи есть отношение величины тока помех в цепи, подверженной влиянию, к разности потенциалов во влияющей цепи: /С12= /2/C-^i, См. Коэффициент магнитной связи есть отношение электродвижущей силы, наведенной в подверженной влиянию цепи и взятой с обрат­ ным знаком, к току во влияющей цепи: М\2 = —Е2Д1, Ом.

Оба коэффициента зависят от частоты влияющего тока и от первичных параметров влияния g, г, k и т: /Ci2= g + i(o& и Afi2=

= r + i аул.

Активная составляющая электрической связи g, См, обуслов­ лена асимметрией потерь энергии в диэлектриках, окружающих каждую жилу; асимметрия возникает за счет неоднородности ма­ териала, его различной толщины и плотности, а также из-за де­ формации. Величина g незначительна, особенно на тональных ча­ стотах (менее б%), на высоких частотах несколько возрастает (до 10%). Активная составляющая магнитной связи г, Ом, обусловле­ на асимметрией потерь энергии в металлах, окружающих каждую

280

жилу, за счет вихревых токов. Вихревые токи возникают в сосед­

Емкостная связь k, Ф, обусловлена асимметрией частичных ем­ костей, которую в четверке можно представить в виде емкостного моста (рис. 18.2). При равенстве частичных емкостей мост будет уравновешен, при этом перехода энергии первой цепи во вторую не будет. В четверках реальных кабелей равенство частичных ем­ костей обеспечить невозможно по технологическим причинам. Усло­ вие равновесия моста нарушается, т. е. имеет место неравенство

циент емкостной связи /гД) характеризует емкостное влияние ме­ жду основными цепями в четверке. Отсутствие влияния между цепями определяется условием ki — О. Из всех параметров коэф­ фициент ki имеет первостепенное значение.

В четверке рассматривается влияние между первой основной и искусственной цепями. Это влияние характеризует коэффициент k% Влияние между второй основной и искусственной цепями ха­ рактеризует коэффициент k3. Для оценки емкостного влияния ме­ жду цепями двух четверок используют коэффициенты £4—kiz- Коэффициенты k2 и kz имеют второстепенное значение. Коэффи­ циенты 64—&12, практически, значения не имеют, так как подбор шагов скруток различных четверок, по существу, исключает взаим­ ное влияние.

бречь. С ростом частоты величина k (так же, как и другие .пара­ метры) возрастает, причем значительно.

Индуктивная связь пг, Г, обусловлена асимметрией частичных индуктивностей, вследствие чего возникает асимметрия взаимной индукции. В четверках реальных кабелей также нарушается рав­ новесие моста индуктивной связи (рис. 18.3). По аналогии с ем­ костной связью коэффициент индуктивной связи m i=(m ac + mbd) —

ной. Величина на низких частотах небольшая, в 6—12 раз мень­ ше k. С ростом частоты т значительно возрастает и на частотах свыше 15—20 кГц становится соизмеримой с k.

Кроме основных непосредственных влияний, имеют место кос­ венные влияния за счет неоднородности цепей и через третьи цепи. Неоднородные цепи, в частности пупинизированные, имеют не-

*) Теоретическая величина емкостной связи k, входящая в формулу коэффици­ ента электрической связи, связана с практически измеряемым коэффициентом ем­ костной связи соотношением k=ki/4.

281

'сколько сниженную помехозащищенность из-за дополнительных влияний отраженных сигналов. Величина влияния через третьи цепи незначительна.

В наилучших условиях находятся коаксиальные пары. Благо­ даря своей конструкции эти пары имеют хорошую помехозащи­ щенность на высоких частотах, однако на низких частотах коак-

Рис. 18.3. Мост индук­ тивной связи

спальная пара утрачивает это преимущество за счет своей несим­ метричности. Вследствие этого коаксиальные пары 1,2/4,6 исполь­ зуют в диапазоне свыше 60 кГц, а пары 2,6/9,4 — свыше 312 кГц. Для увеличения помехозащищенности в нижней части спектра (60—300 кГц) коаксиальные пары экранируют стальными лента­ ми, что оказывается вполне достаточным для обеспечения необ­ ходимой помехозащищенности.

18.2.ОЦЕНКА ВЛИЯНИЙ И НОРМЫ ЗАЩИЩЕННОСТИ

Вобласти тональных частот достаточно учитывать одну емкост­ ную связь. Это дает возможность оценить взаимное влияние по величине коэффициента емкостной связи k, пренебрегая остальны­ ми. В области высоких частот большое значение приобретают все составляющие электромагнитной связи, поэтому необходимо учи­ тывать все первичные параметры влияния. Однако измерить связи

практически затруднительно, а в некоторых случаях вообще невоз­ можно. Общую оценку взаимному влиянию дает вторичный пара­ метр — переходное затухание А. Различают переходное затухание

при переходе его из влияющей цепи в цепь, подверженную влия­ нию. Естественно, чем больше мощность сигнала, тем больше влия­ ние. и чем меньше переходное затухание, тем выше помеха.

Для однородных цепей в одном кабеле и при согласованных нагрузках переходные затухания определяются через уровни

метр — защищенность А3: A 3 = piK—р%к. В этих формулах рщ и ры — уровни сигнала первой цепи соответственно в начале и в конце линии; р2н и р2к — уровни помех во второй соответственно в нача­ ле и в конце линии. Уровень сигнала в начале цепи больше уровня сигнала в конце цепи на величину собственного затухания:

2 8 2