TELEKOMUNIKACIONI KABLOVI SA ŽIČNIM VODOVIMA
(Starčević Tatjana, Jovanetić Ana, Savić Ivan)
Omotač
Omotač kabla je harmetičan i štiti jezgro od vlage, mehaničkih oštećenja,
hemijskih delovanja rastvora i elektromagnetnih polja.
Debljina omotača kabla kreće se od 1 do 4 mm. Može biti od različitih
materijala:
-
Olovo
-
Aluminijum - se ređe upotrebljava, prvenstveno za one kablove koji su
- se najčešće upotrebljava legirano u svrhu povećanja čvrstoće
omotača. Dobra strana olovnog omotača je lako nastavljanje, dok mu je loša
strana kristalizacija koja nastaje ako je kabl izložen vibracijama, kao u
slučajevima kad je položen na mostu, u blizini puteva ili pruga.
izloženi većim mehaničkim
opterećenjima,
odnosno
električnim
uticajima. Dobre strane aluminijumskog omotaca u odnosu na olovni su
manja težina, veća mehanička čvrstoća, te bolja električna provodnost. Bolja
električna provodnost kablovskog omotača omogućava veću zaštitu
telekomunikacijskog kabla od uticaja vodova jake struje. Loše strane
aluminijskog omotaca su krutost (teža izrada i montaža kabla), te hemijska
osetljivost (mora biti upotrebljen zaštitni sloj).
-
Plastične mase (polivinilhlorid, polietilen, neopren itd.) - upotrebljavaju se
u novije vreme sve više, naročito za pretplatničke kablove. Dobre strane
omotača od plastičnih masa su otpornost prema koroziji, te relativno niska
cena, a loše strane su mala mehanička čvrstoća i osetljivost na temperaturu.
-
Talasasti lim (čelik, bakar, aluminijum) - je takođe noviji materijal za
izradu kablovskog omotaca. Upotrebljava se tamo gde je potrebna veća
savitljivost kabla, te na mestima koja su izložena vibracijama. Dobre strane
omotača od talasastog lima su visoka stabilnost oblika, idealno savijanje,
minimalna težina (30 - 60% olovnog plašta), niski troškovi transporta i
polaganja kabla, jednostavnost polaganja, sigurnost od korozije, te
elastičnost pri pomeranju tla.
Armatura
Armatura štiti omotač od mahaničkih oštećenja. Izrađuje se u obliku namota
trake ili žice (okrugla ili četvrtasog preseka) (slika 1.1)
Slika 1.1. Armatura kabla: 1) od čeličnih traka; 2) od čeličnih okruglih žica; 3) od
čeličnih četvrtastih žica
Najviše se upotrebljava čelik, a za specijalne svrhe aluminijum i bakar.
Zaštitni slojevi
Zaštitni slojevi štite armaturu kabla od korozije. Stariji način izrade zaštitnih slojeva je
da se preko armature namota sloj jutene trake natopljene bitumenom, i premaže
opet s bitumenom. Preko svega se nanose još sloj vapnenog mleka koji sprečava
lepljenje namota kabla na bubnju. U novije vrijeme se za izradu zaštitnih slojeva sve
više koriste plastične mase, od kojih se najviše upotrebljava polivinilhlorid.
Označavanje kablova
Kod nas se telekomunikacioni kablovi označavaju velikim slovima TK. Iza te
oznake dolazi brojčana oznaka konstrukcije kabla (pogledati u specifikaciju
proizvođača kabela, odnosno standard). Nakon toga dolazi kapacitet kabla izražen u
broju četvorki i preseku žila (npr. 20x4x0,6).
Komabinovani signalno-telekomunikacioni kablovi se označavaju oznakama STA
i STKA (signalno telekomunikacioni kabl s aluminijumskim omotačem i
koaksijalnim paricama) i brojem četvorki.
Potpuna oznaka kabla ima tri oznake:



osnovne oznake
oznake konstrukcije jezgra
dopunske oznake
Osnovne oznake:
TX – koaksijalni kabl
TK – niskofrekventni pretplatnički kabl
TD – niskofrekventni kabl za mesne mreže i mrežne grupe
TF – simetrični visokofrekventni međumesni kabl
TZ – niskofrekventni završni kabl
TI – instalacijski kabl
TC – niskofrekventni kabl za centrale i uređaje
Vrsta omotača
Uvlačni nearmirani
kablovi
Podzemni armirani
kablovi
Podzemni armirani
kablovi
Olovni
Glatki
aluminijumski
00
sa čeličnom trakom
10
sa čeličnom žicom
20
06
16
26
Talasasti
aluminijumski
07
17
27
Talasasti čelicni
Produženi PET/Al
08
09
18
19
28
29
Tabela 1.1. ­ Brojčane oznake u osnovnoj oznaci za kablove sa vazdušno-papirnom
izolacijom
Brojčani simboli
Vrsta izolacije
Vrsta omotača
33
polietilen
polietilen
34
polietilen
polivinilhlorid
39
polietilen
polietilen, slojeviti
43
polivinilhlorid
polietilen
44
polivinilhlorid
polivinilhlorid
49
polivinilhlorid
polietilen, slojeviti
53
penasti pilietilen
polietilen
54
penasti pilietilen
polivinilhlorid
59
penasti pilietilen
polietilen, slojeviti
30
zajednička izolacija i omotač polietilen-polietilen
40
zajednička izolacija i omotač plivinilhlorid-polivinil-hlorid
Tabela 1.2. ­ Brojčane oznake u osnovnoj oznaci za kablove sa izolacijom od
plastičnih masa
Svaka grupa brojčanih simbola označava neku konstrukcijsku karakteristiku
kabla:



prva grupa: broj osnovnih elemenata u kablu
druga grupa: način upredanja osnovnih elemenata
treća grupa: prečnik provodnika kabla
Simbol
P
Značenje simbola
ekstrudovani omotač od
polietilena
V
ekstrudovani omotač od
polivinil-hlorida
S
višeslojni omotač normalne
izrade
ojačani višeslojni omotač
ekstrudovani omotač od
polietilena
ekstrudovani omotač od
polivinil-hlorida
za sloj bitumen laka iznad
čelične trake
omotač od pocinkovanih
čeličnih žica
omotač od čeličnih traka
omotač od aluminijumskih
traka
J
P
V
L
O
T
A
Određuje
zaštitu od korozije
metalnog omotača kod
kablova sa vazdušnopapirnom izolacijom; vrstu
drugog spoljnjeg
termoplastičnog omotača
kod kablova sa
termoplastičnom izolacijom
žila i omotača
zaštitni sloj kod podzemnih
kablova sa metalnim
omotačem
vrstu mehaničke zaštite kod
drugog termoplastičnog
omotača
Tabela 1.3. ­ Dopunski simboli koji su vezani uz osnovnu oznaku crticom
Simbol
C
U
Z
S
Značenje simbola
nosivi element u vidu opleta
od pocinkovane čelične žice
nosivi element u vidu opleta
od pocinkovane čelične
žice, kabl u vidu osmice
Određuje
vrstu nosivog elementa
nosivi element od jedne
pocinkovane čelične žice,
kabl u vidu osmice
nosivi element od legiranih
bakarnih provodnika
Tabela 1.4. ­ Dopunske oznake koje se nalaze iza osnovne oznake ali se ne nalaze
neposredno uz osnovnu oznaku i ne vezuju se crtom za osnovnu oznaku
Simbol
Značenje simbola
G
grupno-upredeni kabl
DM
kabl sa DM četvorkama
P
kabl sa zvezda četvorkama i
korišćenjem fantomnih kola
R
kabl sa posebnom vrednošću
redukcionog faktora
E
kabl sa ekranom
M
kabl punjen specijalnom
masom
K
kabl sa kalaisanim
provodnicima
Određuje
specifične konstruktivnoelektrične karakteristike
kabla
Tabela 1.5. Dopunske oznake koje se pišu iza oznake konstrukcije jezgra kabla
Primeri označavanja žičanih telekomunikacionih kablova:
TK00 100 ×4×0,6G
TK
- niskofrekventni pretplatnički kabl
00
- vazdušno papirna izolacija, olovni omotač, nearmirani kabl
100 ×4 - 100 zvezda cetvorki
0,6
- prečnik provodnika
G
- grupno upreden kabl
TD00 – V 200 ×4×0,6
TD
- niskofrekventni kabl za mesne mreže i mrežne grupe
00
- vazdušno papirna izolacija, olovni omotač, nearmirani kabl
V
- zaštitni omotač od polivinil-hlorida
200 ×4- 200 zvezda četvorki
0,6
- prečnik provodnika
TD10 – JJ 10 ×4×0,9 DM
TD
10
J
J
10 ×4
0,9
DM
- niskofrekventni kabl za mesne mreže i mrežne grupe
- armirani olovni kabl sa čeličnom trakom
- ojačani unutrašnji omotač
- ojačani spoljašnji omotač
- 10 zvezda cetvorki
- prečnik provodnika
- DM četvorke
Kabl sa oznakom TK50 100 ×4×0,6 GM danas ima najveću primenu, upotrebljava se
u mesnoj mreži za pretplatničke i spojne vodove. Primer takvog kabla dat je na slici:
Slika 1.2. Konstrukcija kabla TK50 100 ×4×0,6 GM
Prenosna svojstva i parametri prenosa kabla
Primarni parametri prenosa
Primarni parametri voda su R', L', C' i G'.
-
Otpor. Za provodnike u telekomunikacionim kablovima pretežno se
upotrebljava elektrolitski čist bakar. Ponekad se za provodnike upotrebljava
aluminijum, ali tada prečnici provodnika moraju biti 30% veći, tj. površina
poprečnog preseka 68% veća u odnosu na bakarne provodnike, da bi im otpor
ostao isti. Otpor je najbitniji parametar za prenos jednosmerne struje. Definise
se podužna otpornost sledećom relacijom:
R' = R / l
(Ω/km)
Podužna otpornost parice zavisi od karakteristika metala od koga su izrađeni
provodnici, prečnika provodnika, temperature okoline i frekvencije struje koja
protiče kroz provodnike.
Skin­efekat: nastaje na višim frekvencijama i nastaje usled pojave vrtloznih
struja u samom provodniku i kao posledicu ima veću vrednost efektivne
otpornosti pri naizmeničnoj nego pri jednosmernoj struji.
-
Induktivnost. Provodnici u kablu su od obojenih metala (nemagnetni
materijali -paramagneti) i nalaze se jedan blizu drugog, usled čega je
induktivitet relativno mali i beznačajan, naročito za kratke dužine kabla.
Podužna induktivnost se definiše sledećom relacijom:
L' = L / l
-
(H/km)
Kapacitet . Budući da su provodnici u kablu jedan blizu drugog kapacitet je
relativno veliki (veći nego kod vazdusnih vodova istog preseka). Provodnici
većeg preseka imaju po pravilu veći kapacitet, ali on zavisi i od vrste i debljine
izolacije. Podužna kapacitivnost se definiše sledećom relacijom:
C' = C / l
(F/m)
- Provodnost (odvodnost) izolacije. Provodnici u kablu dobro su
izolovani jedan prema drugom i prema omotacu, pa je odvod neznatan,
naročito kod niskih frekvencija i može se zanemariti, međutim kod visokih
frekvencija postaje značajan. Podužna provodnost se definiše sledećom
relacijom:
G' = G / l
(S/km)
Sekundarni parametri prenosa
-
Karakteristična imedansa. Karakteristična impedansa kabla uglavnom
zavisi od odnosa induktiviteta i kapaciteta kabla, te od frekvencije struje koja se
prenosi. Kod običnih niskofrekventnih kablova karakteristična impedansa je
proporcionalna otporu. Kod visokofrekventnih kablova karakteristična
impedansa određena je gotovo isključivo konstrukcijom kabla, tj. njegovim
induktivitetom i kapacitetom.
-
Konstanta slabljenja. Godine 1886. engleski naučnik Hevisajd (Haviside)
postavio je poznati
koji glasi:
izraz
za
proračun
konstante
α = R/2·(C/L)½+G/2·(L/C)½
slabljenja
voda,
dB/km
Pri niskim frekvencijama bitan je prvi deo izraza tzv. otporno prigušenje,
koje do frekvencije od 100 kHz iznosi od 96 do 92%, a ostatak od 4 do 8%
otpada na drugi član izraza, tzv. odvodno prigušenje. Otporno prigušenje
nastoji se umanjiti smanjivanjem otpora provodnika (povećanjem preseka
provodnika), smanjivanjem kapaciteta (deblja i kvalitetnija izolacija), ili
povećanjem induktiviteta. Smanjivanje otpora provodnika ili kapaciteta
obično je neekonomično, pa se u praksi uglavnom povećava induktivitet.
Kod visokih frekvencija oba su dela izraza za konstantu prigušenja
podjednako važna. Kod frekvencije 1 MHz prvi deo izraza iznosi 50 do 40%,
a drugi 50 do 60% ukupnog prigušenja. Budući da je jako teško istovremeno
korigovati sve primarne parametre prenosa, gubici kod prenosa signala visokih
frekvencija nastale usled prigušenja nadoknađuju se pojačanjem signala u
pojačavacima, koja se u jednakim razmacima uključuju u kabl. Razmak
pojačala zavisi od visine frekvencije struje koja se prenosi i on je manji, što je
viša frekvencija signala koji se prenosi.
-
Fazna konstanta (β). Fazno izobličenje prenešenog signala po kablu veće
je nego kod vazdusnog voda, ali postaje značajno tek za veće dužine kabla.
Izrazava se u rad/km.
-
Brzina prenosa. Brzina prenosa signala zavisi od frekvencije signala koji
se prenosi i fazne konstante voda. Kod niskofrekventnih kablova brzina
prenosa je relativno mala, dok se kod visokofrekventnih približava brzini
svetlosti c = 300.000 km/s.
- Konstanta prostiranja (podužna konstanta prenosa):
γ = (R'+jωL') (G'+jωC') =α + jβ
- Talasna dužina. Dobija se iz odnosa:
λ = 2π / β
Prenos električnih signala po simetričnim
paricama TK kablova
Opšti model telekomunikacionog sistema je dat na slici 1.3.
Slika 1.3
Električni signali se prenose linijom veze. Prenos signala direktno preko žice
predstavlja prenos u osnovnom opsegu.
Muzika: 50Hz-15kHz
Govorni signal:300Hz-3400Hz
Tv signal:0Hz-5MHz
Linija veze može da bude fizička,žična i bežična.
Žičane sredine za prenos
Istorijski su najstarije.Započelo se za vazdušnim vodovima.
To su par žica na uporištu (banderi,slika 1.4) paralelno vođeni.Od značaja je rastojanje
i dimenzije između provodnika.
Slika 1.4
Parice
Sa potrebom da se poveća broj žica između dva korisnika, razvile su se nove
tehnologije pa su se pojavile parice.
Slika 1.5
Slika 1.6
U sadašnoj tehnici govori se o ADSL modelima i oni obezbjeđuju veći kapacitet.
Parice se koriste za prenos telefonskog signala.
Stara tehnologija je bila sa papirnom izolacijom između parica pa se tu javljala vlaga.
I pored zaštite ovakvi kablovi trpe elektromagnetne smetnje.
Nedostaci: veličina,kruti su,težina.
Od značaja su parice za povezivanje računara u lokalnoj mreži. Tu se koristi 4 parice 8 žica.(slika 1.6.)
Od značaja je karakteristična impedansa i podužno slabljenja.Za upredene parice je Zc
oko 150  a podužno slabljenje je reda 1-2,5 dB na 100m.
Slabljenje preslušavanja je 41dB (UTP) a kod STP je 58dB. Upredene parice se
koriste u opsegu do 3MHz.Obezbjeđuju protok do 4Mbps a rastojanje između ripitera
je 2km-10km. Ripiter = uređaj koji ponavlja i pojačava signal.
Poznato je da signali koji dolaze u sistem za akviziciju podataka i upravljanje u sebi
nose i neželjeni šum. Da li će ovaj šum biti smetnja za normalan rad sistema ili ne,
zavisi od odnosa između signala i šuma u konkretnoj primeni.
Za visoku tačnost potrebno je minimizirati šum. Digitalni signali su relativno
neosetljivi na šum usled njihove diskretne prirode i visokog nivoa samog signala.
Međutim, čak i relativno male smetnje osetno utiču na analogne signale. Najčešći
generatori šuma su provodnici, zatim razne induktivne (magnetne) i kapacitivne
sprege. Na primer:

Prekidanje velikih opterecenja u obližnjim energetskim vodovima može da
indukuje smetnje preko induktivne sprege;

Signalni kablovi koji se nalaze u blizini energetskih vodova naizmeniène struje
mogu da "pokupe" šum od 50 Hz preko kapacitivne sprege;

Ako postoji više od jednog energetskog ili signalnog povratnog voda, može
doci do zatvaranja strujnog kola preko zemlje, što ce dalje unositi grešku usled
provodjenja.
U svim gore navedenim slučajevima, nivo smetnji koje se indukuju zavisi od nekoliko
činioca na koje se ipak može uticati:

Izlazna impedansa izvora signala;

Impedansa opterećenja izvora signala (ulazna impedansa sistema za akviziciju
podataka);

Provodnik za prenos signala, tip, dužina, način zaštite i uzemljenja; Blizina
izvora smetnji;

Amplitude signala i smetnji.
Download

termin 3 - WordPress.com