Что такое взаимное влияние между цепями связи

Взаимные влияния в линиях связи

С целью рассмотрения результатов влияния друг на друга параллельно проложенных линий связи приняты следующие основные определения (рис. 32):

— влияющая цепь — цепь, создающая первичное влияющее электромагнитное поле (цепь I);

— цепь, подверженная влиянию, — цепь, на которую воздействует влияющее электромагнитное поле (цепь II);

— непосредственное влияние — сигналы, индуцированные непосредственно электромагнитным полем влияющей цепи, в цепи, подверженной влиянию.

Рис. 32. Сигналы в цепях от взаимных влияний

В зависимости от структуры влияющего электромагнитного поля и конструкции цепи, подверженной влиянию, различают систематические и случайные влияния. К систематическим влияниям относятся взаимные наводки, возникающие по всей длине линии. К случайным относятся влияния, возникающие вследствие ряда случайных причин и не поддающиеся точной оценке. Существуют реальные условия наводок с одного неэкранированного провода на другой, параллельный ему провод той же длины, когда оба они расположены над «землей». В таблице приведены примерные данные взаимного влияния различных типов линий и меры их защиты.

Взаимное влияние различных типов линий и меры их защиты

С определенной степенью обобщения множество каналов утечки информации может быть обусловлено следующими причинами и явлениями:

— микрофонным эффектом элементами электронных схем;

— магнитным полем электронных схем и устройств различного назначения и использования;

— электромагнитным излучением низкой и высокой частот;

— возникновением паразитной генерации усилителей различного назначения;

— наличием цепей питания электронных систем;

— наличием цепей заземления электронных систем;

— взаимным влиянием проводови линий связи;

— высокочастотным навязываниеммощных радиоэлектронных средств и систем;

— наличием волоконно-оптическими системами связи.

Каждый из этих каналов в зависимости от конкретной реализации элементов, узлов и изделий будет иметь определенное проявление, специфические характеристики и особенности образования в зависимости от условий расположения и исполнения.

Наличие и конкретные характеристики каждого источника образования канала утечки информации изучаются, исследуются и определяются конкретно для каждого образца технических средств на специально оборудованных для этого испытательных стендах и в специальных лабораториях для последующего использования в конкретных условиях.

Дата добавления: 2016-04-19 ; просмотров: 2101 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Что такое взаимное влияние между цепями связи

Коэффициент распространения определяется выражением

Затухание однородной цепи, дБ, можно выразить отношением токов, напряжений и мощностей в начале и в конце цепи:

Изменение по фазе, рад, можно представить в виде:

Параметры влияния между цепями кабельных линий ГТС определяют степень переходных внятных разговоров и шумов в телефонных цепях от соседних цепей (рис.1). Различают два перехода электромагнитной энергии: на ближний и дальний концы. Влияние, проявляющееся на конце цепи, где расположен генератор, определяется переходным затуханием, дБ, на ближний конец:

Влияние на противоположный, удаленный от генератора, конец определяется переходным затуханием на дальний конец, дБ:

Для одинаковых цепей переходное затухание на дальний конец, дБ, определяется так:

Защищенность между цепями на дальнем конце, дБ, может быть найдена из выражения:

Для линий с одинаковыми параметрами передачи защищенность, дБ:
Фрагмент теории взаимных влияний кабелей.

Электрическая связь определяется отношением тока помех в цепи, подверженной влиянию I2, к разности потенциалов в начале влияющей цепи U1:

Магнитная связь определяется отношением ЭДС помех в подверженной влиянию цепи Е2, взятой с обратным знаком, к току во влияющей цепи I1:

В общем случае величины С12 и M12, представляющие отношение комплексных величин токов и напряжений, являются величинами комплексными:

Из рис.2 следует, что поступающие на ближний конец токи, вызванные электрической и магнитной связями, имеют одинаковое направление и складываются; эти же токи, поступающие к дальнему концу, имеют противоположное направление и вычитаются. Таким образом, на ближнем конце действие магнитной и электрической связи суммируется, а на дальнем конце действует их разность.

Коэффициент электромагнитной связи на ближний и дальний конец определяется соответственно выражениями:

Степень взаимных влияний между цепями определяется переходным затуханием при влиянии на ближний и дальний концы. Взаимосвязь между величинами переходного затухания и электромагнитных связей на ближнем и дальнем концах

Источник

Взаимные влияния в линиях связи

Рассмотрим, какое влияние друг на друга оказывают параллельно проложенные линии связи.

В теории возможных влияний между цепями линий связи приняты следующие основные определения:

· влияющая цепь — цепь, создающая первичное влияющее электромагнитное поле (рис. 10.1);

· цепь, подверженная влиянию — цепь, на которую воздействует влияющее электромагнитное поле;

· непосредственное влияние — сигналы, индуцируемые непосредственно электромагнитным полем влияющей цепи в цепи, подверженной влиянию.

Помимо непосредственного, имеет место косвенное влияние вторичных полей, образующихся за счет отражений и др.

Рис. 10.1. Распределение ролей влияния линий связи

В зависимости от структуры влияющего электрического поля и конструкции цепи, подверженной влиянию, различают систематические и случайные влияния. К систематическим влияниям относятся взаимные наводки, возникающие по всей длине линии. К случайным относятся влияния, возникающие вследствие ряда случайных причин и не поддающиеся точной оценке. Существуют реальные условия наводок с одного неэкранированного провода на другой, параллельный ему провод той же длины, когда оба они расположены над “землей” (рис. 10.2 и 10.3).

Рис. 10.2. Наводки на неэкранированный провод от другого неэкранированного провода: 1 — неидеальная “земля”; 2 — идеальная земля

В табл. 10.1 приведены примерные данные взаимного влияния различных типов линии.

Таблица 10.1. Взаимное влияние различных типов линий

Рис. 10.3.Взаимные наводки провода и экранированных кабелей

В реальных условиях имеют место наводки как от экранированных кабелей на экранированные, так и от неэкранированных кабелей на экранированные.

Таким образом, можно заключить, что излучения и наводки от различных технических средств далеко не безопасны, так как с их помощью можно восстановить информацию, например, с дисплея (ПЭВМ, терминал) с помощью обычного ТВ-приемника при небольшом его усовершенствовании и доработке. Небезопасны излучения и наводки кабельных сетей, как неэкранированных, так и экранированных. Для последних требуется хорошее состояние экрана и качественное заземление. На практике кабели не всегда полностью экранированы. Неисправные или покрытые коррозией соединители могут быть причиной значительных излучений. Используя узкополосные (полоса менее 1 кГц) приемники, можно зарегистрировать напряженность поля 0,1 мкВ на поверхности кабеля. Поле с напряженностью на поверхности кабеля 1 мкВ можно обнаружить на расстоянии 3 м от кабеля. Даже на расстоянии 300 м сигналы, имеющие значение 1 мВ на поверхности кабеля, могут быть обнаружены.

Степень ослабления излучения кабеля в зависимости от расстояния и частоты излучения определяется формулой:

где d — расстояние от кабеля, l — длина волны излучения.

В дальней зоне электрическое поле принимает плоскую конфигурацию и распространяется в виде плоской волны, энергия которой делится поровну между электрической и магнитной компонентами.

Сильные магнитные поля, как правило создаются цепями с низким волновым сопротивлением, большим током и малым перепадом напряжений, а интенсивные электрические поля — цепями с большим сопротивлением, высоким напряжением и малым током. Для плоской волны в свободном пространстве волновое сопротивление:

Для поля с преобладающей электрической компонентой волновое сопротивление существенно больше (Z> Z), а для преобладающего магнитного поля существенно меньше (Z > l). Границей раздела ближней и дальней зон условно можно принять равенство расстояний от источника возмущения 1/6 длины волны (r » l/2p » l/6), что составляет 5 м для частоты 108 Гц (100 МГц) или 50 м для частоты 106 Гц (1 МГц). В ближней зоне, когда расстояние от источника возмущения не превышает длины волны, электромагнитное поле имеет выраженный только электрический или только магнитный характер.

Методы и средства несанкционированного доступа к информации и ее разрушения

Каналы утечки информации при эксплуатации ЭВМ

Источник

Природа взаимных влияний между цепями

Взаимные влияния – это влияние перехода энергии с одной цепи на другую, проявляющихся в виде помех и ухудшающих качество связи.

Помехозащищенность ВЛС и КЛС – важнейшее условие обеспечения надежной связи при передачи сигнала на большие расстояния.

Переход энергии с одной цепи на другую обусловлен электромагнитным взаимодействием между ними и может быть условно представлен в виде суммарного действия электрического и магнитного полей.

Магнитное влияние – влияние, обусловленное действием магнитного поля, которое возникает вокруг проводов влияющей цепи при прохождении по ним переменного ВЧ сигнала.

Силовые линии электрического и магнитного поля пересекая провод, подверженные влиянию, наводят в них ЭДС. Под действием которой возникает ток помех, который распространяясь вдоль линии, создает в приемниках мешающее влияние.

Чем выше частота передаваемого сигнала, тем больше величина мешающего влияния между цепями.

Электрические и магнитные влияния характеризуются коэффициентом электрической (К₁₂) и магнитной (М₁₂) связями.

Электрическая связь определяется отношением тока I₂, наведенного в цепи, подверженной влиянию, к величине напряжения во влияющей цепи U₁.

К₁₂ = q + j k = (Ом)

Где q – активная составляющая, характеризующая неоднородность проводниковых материалов по их конструктивным особенностям и электрическим параметром,

Магнитная связь определяется отношением наведенной влияющей цепи I₁ , с обратным знаком:

Где r – активная составляющая, характеризует неоднородность изоляционных материалов по их конструктивным особенностям и электрическим свойствам,

Величины r, q, k, mназываются первичными параметрами влияния.

Затухание токов влияния при переходе с одной цепи на другую характеризуется вторичными параметрами влияния, которое называется переходным затуханием А. Оно является мерой оценки свойств ВЛС и КЛС по взаимному влиянию между цепями. Выражается логарифмом отношения мощности генератора Р₁, питающего влияющую цепь, к мощности помех Р₂ в цепи, подверженной влиянию.

А = 10 lg ( ) (дБ).

Существует два вида переходного затухания:

а) переходное затухание по мощности на ближнем конце

Ао = 10 lg ( ) (дБ).

Это отношение мощности полезного тока в начале влияющей цепи (Р₁₀) к мощности помех (Р₂₀) в начале цепи, подверженной влиянию.

б) Переходное затухание по мощности на дальнем конце.

А₁ = 10 lg ( ) (дБ).

Это отношение мощности полезного сигнала в начале влияющей цепи к мощности помех в конце цепи. Подверженной влиянию.

Для обеспечения должного качества связи необходимо, чтобы мощность полезного сигнала превосходила мощность помех на определенную величину.

А₃ представляет собой разность уровней полезного сигнала Ро и помех Рп в любой точке рассматриваемой линии и может быть выражена через мощности сигнала Рс и мощности помех Рп

А₃ = 10 lg , дБ

А₃ = 10 lg , дБ

Между параметрами влияния однородных цепей существует соотношение

Где А₁ – переходное затухание на дальнем конце.

l– собственное затухание линии,

— километрическое затухание линии,

В линиях связи обычно стремятся уменьшить собственное затухание l и увеличить переходное затухание цепи Аз.

Степень влияния между цепями обусловливается взаимным расположением проводников влияющей и подверженной влиянию цепей, типом скрутки, степенью однородности линии, качеством материалов, длины линии и частоты передаваемых сигналов, электромагнитное влияние по характеру делится на регулярное и нерегулярное, непосредственное и косвенное.

Контрольные вопросы:

Глоссарий

Задание на СРС

1.Природа взаимных влияний между цепями.

2.Зависимость первичных и вторичных параметров

влияния от конструкции кабеля.

[Л.1,стр.106-128 Интернет сайт],(конспект)

Задание на СРСП

1.Влияние в симметричных цепях кабельных линий

2.Влияние в коаксиальных кабелях.[Л.1стр.119-121]

Лекция 12

Меры защиты цепей от взаимных влияний.

Уменьшение взаимного влияния между соседними цепями в кабелях связи осуществляется следующими способами:

а) Скрутка – меры защиты предназначенная для уменьшения электромагнитных связей между кабельными цепями в процессе изготовления кабеля. Позволяет уменьшить внутри групповые ( между цепями одной и той же группы) и меж групповые (между цепями различных групп) связи. Емкостная и индуктивные связи, выражаются через расстояние между влияющей и подверженной влиянию цепями. a13, а14, а23, а24

Рис. 20 Виды скрутока) четвёрочная б) звёздная четвёрочная

Условием отсутствия емкостной и индуктивной связей является равенство расстояний между влияющей и подверженной влиянию цепью а13=а14=а23=а24 или а14*а23=а13*а24

т.е. ln =0

Каждая кабельная цепь имеет свой шаг скрутки k – это длина, на которой изолированная жила или группа описывают полный круг по оси скручивания.

Для групп k – 100-300 мм, для повивав k = 400-600 мм. Каждый последующий повив скручивается в обратную сторону по сравнению с предыдущим. Согласование шагов скрутки.

h1 h2 – шаги скрутки цепей; D – общий наибольший делитель

s = , мм

б) Симметрирование – кабельных цепей, задача симметрирования состоит в том чтобы установить электра магнитные связи между цепями, полученные в процессе изготовления кабеля, с помощью противосвязей. Симметрирование выполняется во время монтажа кабеля. Существует 3 вида симметрирования кабельных цепей:

1) Симметрирование методом скрещения

2) Конденсаторный метод симметрирования

3) Симметрирование методом контуров противосвязи (концентрированное симметрирование).

Взаимные влияния между цепями увеличиваются с ростом частоты, поэтому методы симметрирования НЧ и ВЧ цепей – различны. Для симметрирования НЧ кабелей применяется метод скрещивания жил и конденсаторный метод, т.к. преобладают емкостные связи, а симметрирование ВЧ кабелей производится путем скрещивания жил и концентрированного симметрирования. Перед проведением симметрирования, методом изменения, определяют частичные емкости между проводами жил (С13, С14, С23, С24), а также между проводом и оболочкой кабеля (С10, С20, С30, С40)

Рис.21 Частичные емкости между цепями

Далее, используя следующие соотношения, определяют:

k1 = (C13+C24)-(C14+C23) – между основными цепями в четверке.

k2 = (C13+C14)-(C23+C24) – между первой основной цепью и фантомной.

k3 = (C13+C23)-(C14+C24) – между второй основной цепью и фантомной.

3 = (С10 + С20) – (С30 + С40) – между фантомной цепью и оболочкой

Емкостные связи между четверками k9, k10, k 11, k12.

Симметрирование методом скрещения

Заключается в компенсации электромагнитных связей одного участка кабеля (участка А) связями другого участка кабеля (участка Б) путем прямого соединения жил этих участков. При прямом соединении жил электромагнитные связи обоих участков алгебраически складываются.

поэтому, если электромагнитные связи соединяемых отрезков, имеют разные знаки, их соединяют напрямую. Если у соединяемых участков кабелей электромагнитные связи имеют одинаковые знаки, то их соединяют методом скрещивания, т.к. в этом случае общие электромагнитные связи обоих участков равны алгебраической разности соединяемых участков.

Рис.22 Соединение пар: а) напрямую, б) скрещиванием

При соединении каждой четверки кабелей А и Б можно осуществить 8 комбинаций скрещивания (операторов) – 4 для основных цепей и 4 для искусственных. Результирующие связи определяют, с помощью таблицы операторов, в которой указано, следует ли связи и асимметрии складывать или вычитать. В результате выбирается оператор, при котором максимальное значение остаточной связи имеет меньшее значение.

Операторы скрещивания обозначают тремя символами. Первый символ обозначает соединение проводов, второй основной пары в четверке, а третий – соединение пар между собой. Например, оператор “x x“

Конденсаторное симметрирование

В случае емкостные связи (k1, k2, k3)и асимметрии ( ) выравниваются с помощью симметрирующих конденсаторов марки КТН. Симметрирование проводится в специальных симметрирующих муфтах при монтаже кабеля. Конденсаторное симметрирование применяется как при симметрировании цепей внутри четверок, так и между четверками.

Рис.23 Схема включения симметрирующих конденсаторов

Концентрированное симметрирование

Данный метод основан на компенсации токов помех, вызванных электромагнитными связями между цепями кабеля, токами влияния противоположной фазы, создаваемыми с помощью, включаемых контуров,который создает ток компенсации Iк, равный по величине и обратный по знаку току влияния I, действующему между цепями.

Компенсирующий контур представляет собой последовательно соединенное включение высокоомных резисторов R и конденсаторов C и применяется для симметрирование высокочастотных кабелей.Включение контуров производится в специальных симметрирующих муфтах во время монтажа кабеля.

Контур включается между влияющими цепями кабеля.

Рис.24 Схема включения компенсирующего контура

Концентрированное симметрирование устраняет взаимное влияние между кабельными цепями электромагнитные связи в двух-трех точках усилительного участка (20 км).

Контрольные вопросы:

1. Назначение скрутки кабельных цепей.

2. Емкостные связи и асимметрии

3. Сущность симметрирования методом скрещивания

4. Конденсаторное симметрирование

5. Концентрированное симметрирование

Глоссарий

Задание на СРС

1.Способы защиты цепей от взаимного влияния

2.Симметрирование НЧ кабелей.[Л1],стр.144-146(конспект)

3. Симметрирование ВЧ кабелей.[Л1],стр.146-148(конспект)

Задание на СРСП

1.Таблица операторов скрещивания. Выбор оператора в зависимости

от типа и марки кабеля. [Л1],стр.132-135

2.Мероприятия по симметрированию при прокладке и монтаже ВЧ кабелей.

Лекция 13

Внешние влияния и меры защиты

Источники электромагнитных влияний

Под действием внешних электромагнитных полей в сооружениях связи могут возникать U и I опасныеU>42B, I>15mA – угрожающие жизни обслуживающего персонала, абонентов или приводящие к повреждению аппаратуры.

Мешающие, U=1-2mB, I=15mA при которых возникают помехи, шумы, искажения, приводящие к искажению, нормальной работе средств связи. Источниками опасных влияний являются: атмосферное электричество, линии высоковольтных электропередач (ВЛ), мешающих– электрифицированные железные дороги, передающие радиостанции. По характеру воздействия различают следующие виды внешних влияний:

Электрические– обусловленные действием электрического поля.

Магнитные– возникающие за счет магнитного поля.

Гальванические– проявляющие за счет наличия в земле блуждающих токов от ВЛ и электрифицированного ж.д. транспорта.

Рис.25. Виды внешних влияний

Влияние атмосферного электричества

Возникают в результате действия грозы на ЛСС.

Молния – разряд статического электричества на землю через слой воздуха, называемого каналом молнии.

Вероятное число повреждений кабеля от ударов молнии характеризуются плотностью повреждений на 100 км трассы.

n = N*100; N –число повреждений молнией

K – количество лет эксплуатации

Опасность повреждения молнией зависит от удельного сопротивления грунта и проводимости кабельной оболочки. Чем > сопротивление грунта (песок, скала, глина) опасность повреждения кабеля возрастает. Грозоповреждаемость кабелей в алюминиевой оболочке, имеющей малое сопротивление, существенно меньше, чем в свинцовой и стальной оболочках. Повреждения кабеля при прямом ударе молнии приводит к расплавлению металлических оболочек, изоляция жил, расплавлению жил кабеля.

Влияние линий электропередач

Зависит от величины U передаваемых по ЛЭП, режима работы и схемы включения. Величина U передаваемых по ЛЭП – 35,220,500,750 кВ

400,500,600,800,1000 кВ = U

Режимы работы – нормальный, вынужденный, аварийный.

Рис.26 Схемы включения ЛЭП:

а) с изолированной нейтралью б) с заземлённой нейтралью

В) несимметричная

Влияние, отказываемые ЛЭП на линии связи, могут быть электрическими, магнитными и гальваническими. На линии связи воздействуют ЛЭП как переменного, так и постоянного тока, оказывающие мешающие воздействие и ухудшающие качество предаваемых сигналов. По диапазону частот наиболее вредное воздействие оказывают ЛЭП постоянного тока, что требует относа линии связи на значительное расстояние. В аварийном режиме, при обрыве провода на землю, ЛЭП может оказать опасное влияние.

Влияние электрифицированных железных дорог

Электрифицированный ж.д. транспорт представляет собой однопроводную несимметричную систему с использованием земли (рельсов) в качестве, обратного провода, в которой протекает сильный неуравновешенный ток и возникает сильная магнитное влияние. Эл. ж.д. является источником опасного и мешающего влияние Л.С. наряду с магнитным они оказывают гальваническое влияние. Эл. ж.д. переменного тока оказывают влияние в диапазоне тональных частот; Эл. ж.д. постоянного тока действует так в тональном, так и высокочастотном диапазоне (до 30 кГц). Эл. ж.д. оказывает более сильное и длительное влияние, чем ЛЭП. Степень влияние зависит от удельного сопротивление грунта, проводимость оболочки кабеля, трассы сближения ЛС с эл. ж.д. чем меньше удельное сопротивление грунта и меньше сопротивления проводимости оболочке, те дальше необходимо относить трассу кабеля от линии эл. ж.д.

На ВЛС одновременно действует электрическое и магнитное поле. На КЛС оказывает влияние только магнитное влияние, т.к. силовые линии электрического поля замыкаются на металлическую оболочку кабеля и не проникает сердечник кабеля. Магнитное влияние на КЛС снижается за счет экранирующего действия кабельной оболочки.

Влияние радиостанции

Передающее радиостанции оказывают мешающее влияние на высокочастотные каналы связи, когда рабочие частоты радио станции совпадают с диапазоном частот ВЧ систем. На линии связи оказывают воздействие радиостанции, работающие в СДВ (f 30-30 кГц), ДВ (f 30-30 кГц) и СВ (f 300-3000 кГц) диапазонах. Степень мешающего влияния радиостанции на цепи связи зависит от многих причин: излучаемой мощности, расположения трассы линии связи относительно влияющей радиостанции, проводимости земли, асимметрии проводов цепи относительно земли. Для уменьшения степени влияния необходимо соблюдать минимально допустимые расстояния (в км) размещения передающих радиостанций до ЛС.

Симметричный кабель со свинцовой оболочкой – 7,7 км, с алюминиевой – 1,3 км, стальной – 3,3 км, коаксиальный кабель – 1 км.

Меры защиты линий связи от внешних влияний

Контрольные вопросы:

Глоссарий

Задание на СРС

1. Меры защиты линий связи от электрофицированного

2. Меры защиты линий связи от ЛЭП. Редукционные

трансформаторы. [Л1.],стр.169 (конспект).

3. Экранирование кабелей связи,устройство заземлений.

Задание на СРСП

1.Схемы защиты воздушных и кабельных линий связи от внешних

Источник