Проект корпоративной сети звукового обеспечения "Интеллектуального здания" на основе технологии Fast Ethernet (стр. 11 из 24)

Мост (bridge) - устройство, предназначенное для передачи пакетов данных из одной сети в другую. С функциональной течки зрения, мосты относятся к канальному уровню эталонной модели OSI. Мосты позволяют программам и протоколам, работающим на более высоких уровнях, рассматривать объединение нескольких сетей, как одно целое.
Наряду с передачей данных, мосты могут, также, выполнять их фильтрацию. Это означает, что в сеть N2 будут попадать только те пакеты, которые предназначены для узлов этой сети. А пакеты, предназначенные для узлов сети N1, из которой они поступают, будут возвращаться обратно.
Значения терминов «мост» и «маршрутизатор» во многом сходно. Основное отличие от мостов состоит в том, что маршрутизаторы работают на сетевом уровне эталонной модели OSI.

Канал (Channel) - Каналом называется физический или логический путь для передачи сигналов. В контексте компьютерных сетей чаще всего встречаются упоминания каналов двух типов: коммуникационных и дисковых. Коммуникационным каналом называется маршрут, по которому происходит передача данных, речи или видеоизображения. Современные технологии передачи данных позволяют организовывать несколько коммуникационных каналов внутри одного физического кабеля.
Дисковым каналом, в конфигурации с жестким диском, называются компоненты, посредством которых осуществляется взаимодействие операционной системы с накопителем на жестком диске.

1.7 Обзор физической среды передачи

1.7.1 Витая пара

Витая пара (twisted pair) - это кабель на медной основе, объединяющий в оболочке одну или более пар проводников. Каждая пара представляет собой два перевитых вокруг друг друга изолированных медных провода. Кабели данного типа зачастую сильно отличаются по качеству и возможностям передачи информации. Соответствия характеристик кабелей определенному классу или категории определяют общепризнанные стандарты (ISO 11801 и TIA-568). Сами характеристики напрямую зависят от структуры кабеля и применяемых в нем материалов, которые и определяют физические процессы, проходящие в кабеле при

передачи сигнала.

Кабель типа "витая пара" (TP, Twisted Pair) бывает двух видов: экранированная витая пара (STP, Shielded Twisted Pair) и неэкранированная витая пара (UTP, Unshielded Twisted Pair). Также подразделяется на одножильную и многожильную витую пару, а также витую пару для внешней прокладки. Кабели UTP и STP показаны на рис. 1.10

Рисунок 1.10 - Кабель витая пара

Неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair): разделяется на категории 1,2,3,4,5,5e,6;7. Самые распространённые в настоящее время категории - 5 и 5е, со скоростью передачи данных 10,100 и 1000 Мб/с. Кабели выпускаются в 4-парном исполнении. Все пары имеют определённый цвет и шаг скрутки. Обычно две пары предназначены для передачи данных, а две – для передачи голоса. Для соединения кабеля с оборудованием используются вилки и розетки RJ-45. Диаметр кабеля: 22 AWG, 24 AWG, 26 AWG. Чем больше номер, тем меньше его диаметр.

Экранированная витая пара (Shielded Twisted Pair): разделяется на категории 5,5e,6,7. Основное назначение этих кабелей – поддержка высокоскоростных протоколов. Экранированная витая пара хорошо защищает передаваемые сигналы от внешних помех и используется только для передачи данных [10].

Преимущества и недостатки витой пары:

· плюсы: Простота установки, отказоустойчивость, высокая производительность.

· минусы: Ограниченная длина, слабая помехоустойчивость от наводок (силовые трансформаторы, передающие устройства, лампы дневного света).

Характеристический импеданс соответствует входному импедансу однородной линии передачи бесконечной длины то есть линии передачи предельной длины, терминированной нагрузкой со значением ее собственного характеристического импеданса. В общем случае, характеристический импеданс - это комплексное число с резистивной и реактивной компонентами. Он является функцией частоты передаваемого сигнала и не зависит от длины линии. При очень высоких частотах характеристический импеданс асимптотически стремится к фиксированному резистивному сопротивлению. Например, коаксиальные кабели обладают импедансом 50 или 75 0м на высоких частотах. Типичное значение импеданса для кабелей "витая пара" - 100 0м при частотах свыше 1 МГц.

Затухание сигнала - это отношение в децибелах (дБ) мощности входного сигнала к мощности сигнала на выходе при соответствии импедансов источника и нагрузки характеристическому импедансу кабеля. Значение входной мощности может быть получено путем измерения мощности при непосредственном подключении нагрузки к источнику без прохождения сигнала по кабелю. В случаях, когда в местах терминирования импедансы не идеально соответствуют друг другу, отношение входной мощности к выходной носит название вносимых потерь или вносимого затухания.

Переходное затухание на ближнем конце (Near End Crosstalk, NEXT) - параметр, характеризующий затухание сигнала помехи, наведенного сигналом, проходящим по одной паре проводников, на другую, расположенную поблизости. Измеряется в дБ. Чем выше значение NEXT, тем лучше изоляция помехам между двумя парами проводников.

Обратные потери (потери при отражении). Когда импеданс кабеля и нагрузки не совпадает, сигнал, распространяющийся по кабелю, частично будет отражаться в точке интерфейса кабель-нагрузка.

Мощность отраженного сигнала носит название потерь при отражении или обратных потерь. Чем лучше совместимость импедансов, тем меньше отражаемая мощность и тем ниже обратные потери.

Временная задержка распространения сигнала. Сигнал, распространяющийся от входной точки к выходной, приходит с временной задержкой, величина которой является отношением длины кабеля к скорости распространения сигнала V в передающей среде. В случае идеальной линии передачи, состоящей из двух проводников в вакууме, скорость распространения сигнала равна скорости распространения света в вакууме с. На практике скорость распространения сигнала в кабеле зависит от свойств диэлектрических материалов, окружающих проводники.

Отношение сигнал-шум (SNR) - это соотношение между уровнем принимаемого сигнала и уровнем принимаемого шума, причем уровень сигнала должен значительно превосходить уровень шума для обеспечения приемлемых условий передачи.

Отношение затухания к переходному затуханию (ACR). Соотношение между сигналом и шумом может быть выражено в форме отношения затухания к переходному затуханию (ACR). ACR - это разница между ослабленным сигналом на выходе и вредным наведенным сигналом ("шумом") NEXT.

1.7.2 Силовой электрический кабель

Передача аудиосигнала с высоким качеством во многом повторяет проблемы, возникающие при трансляции видеосигнала, но поскольку звуковой диапазон имеет более низкие частоты, электрические характеристики кабеля сказываются иначе. При передаче звукового сигнала индуктивность и емкость оказывают меньшее влияние на затухание и влияют больше на тембровую окраску звука. Основные задачи при производстве аудиокабеля - это обеспечение низких значений активного сопротивления. Для минимизации этого параметра проводники кабеля приходится изготавливать из высокопроводящей меди. Высокая проводимость обеспечивается высокой чистотой используемой меди: от 99,95% до 99,99% -это бескислородная медь, обозначаемая на кабеле и в спецификациях как OFC (oxigen-freecopper -прим.ред.).

Рассмотрим особенности выбора и применения аудиокабеля в профессиональных системах звукоусиления.

Акустические кабели предназначены для передачи сигналов от усилителей к динамикам акустических систем. Работа акустического кабеля характеризуется возможностью передачи больших значений тока от усилителя мощности к акустической системе. В отличие от инструментальных и микрофонных кабелей, значения токов сигнала в которых измеряется в миллиамперах, в акустических кабелях сила тока может достигать нескольких ампер. Так, в случае работы 100-ваттного усилителя на 8-омную акустическую систему сила тока может достигать 3,5А. Для сравнения, при подаче линейного уровня сигнала на 600-омный вход ток составит 2 мА.

Поэтому большое значение диаметра проводников - главное отличие акустического кабеля.

Выбор усилителей мощности определяется количеством, типом и мощностью громкоговорителей в зоне оповещения, а также протяженностью коммутационных линий до акустических системам. В системах оповещения применяются два типа выходных линий:

· Распределенные линии с уровнем сигнала 70/100 В.

· Низкоомные линии с импедансом нагрузки 4-16 Ом.

Распределенные линии целесообразно применять в тех случаях, когда необходимое количество громкоговорителей велико, а электрическая мощность мала, и также, если длина кабеля от усилителя до громкоговорителя превышает 100 м.

В системах звукоусиления, использующих 100-вольтные линии трансляции, применяются акустические кабели меньшего сечения, так как величина тока сигнала мала. В то же время диапазон передаваемых частот в таких системах существенно меньше, поэтому в таких системах с успехом может использоваться специализированный кабель ПРППМ (2x0,5...2x1,5 мм) или электрические ПВС или ШВВП 2x0,75 и выше. Акустический кабель в силу своей высокой стоимости является не всегда выгодным решением в качестве сильноточных звуковых линий. В этой области звукоусиления использование электрического кабеля в большинстве случаев является более выгодным в экономическом плане.