Евразийский
научный
журнал

Определение комплексного коэффициента передачи электромагнитных сигналов при передаче информации по ADSL

Поделитесь статьей с друзьями:
Автор(ы): Пудалев Тимофей Олегович, Григорьева Ольга Сергеевна, Пронькин Леонид Александрович, Явношанов Дмитрий Александрович
Рубрика: Технические науки
Журнал: «Евразийский Научный Журнал №12 2015»  (декабрь 2015)
Количество просмотров статьи: 1058
Показать PDF версию Определение комплексного коэффициента передачи электромагнитных сигналов при передаче информации по ADSL

Григорьева Ольга Сергеевна,
Пронькин Леонид Александрович,
Пудалев Тимофей Олегович,
Явношанов Дмитрий Александрович
Магистранты Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ,
Россия, Красноярск,
E-mail: pudalev@gmail.com

Двухпроводные симметричные линии связи широко распространены, в частности, в технологии семейства ADSL (асимметричных абонентских цифровых линий), которые ориентированы, прежде всего, на широкополосный доступ в Интернет при гарантированном качестве обслуживания с вероятностью возникновения ошибок в процессе передачи данных не более 10-7. Для эффективного решения проблем «последней мили» обычно используют симметричные кабели и витые пары. Близкое расположение проводников кругового сечения в каждой их паре обеспечивает определенную помехозащищенность от внешних и взаимных влияний в линии связи. Вместе с тем, именно эта особенность создает дополнительное перераспределение плотности тока по сечению проводников, обусловленное эффектом близости. В итоге, вытеснение тока к поверхности проводников при повышенных частотах и его дополнительное перераспределение вследствие эффекта близости приводит к уменьшению вносимого линией коэффициента передачи, что ведет к ограничению полосы пропускания линий связи и к снижению максимально допустимой при заданном качестве обслуживания длины такой линии даже при идеальных прочих условиях. Применительно к реализации VDSL – Технологии (полоса частот от 1 МГц до 10 МГц, скорость скорость передачи данных до 20Мбит/с при длине «последней мили» 1,2 – 1,4 км), тоже относящийся к семейству  ADSL, влияние вышеуказанных следствий становится еще более существенным. Обычные проектные оценки характеристик VDSL – линий связи  базируются либо на аппроксимациях общетеоретических решений определенных модельных задач или на методиках эмпирически установленных соотношений и поправочных коэффициентов [1, с. 76].

Цель настоящей статьи заключается в дополнительном привлечении к методикам оценки комплексного коэффициента передачи в двухпроводных высокочастотных линиях, реализующих функцию «последней мили», вычислительного моделирования, точность которого может варьироваться. Такая возможность реализуется численными методами [2, с. 18] приближенного вычисления, в данном аспекте, распределения плотности тока по сечению проводников с последующим определением электромагнитной энергии потерь на единицу длины линии в единицу времени.

Рис.1.PNG

Рис.2.PNG

Рис.3.PNG

Рис.4.PNG Puc.1.PNG

Рис.5.PNG

Для нахождения дискретного распределения δz (r,φ) заменим интегральное уравнение (6) аппроксимирующей системой линейных уравнений согласно сеточной расчетной схеме с учетом априорной информации. Плотности тока имеют повышенные значения у поверхности проводников, что учитывается уменьшением ширины кольцевых областей с их приближением к поверхности проводников (Рис.1). Кроме этого, площадь каждого криволинейного квадрата, задаваемая радиальными линиями, следует уменьшать с приближением к окрестности сечений у точек 2,2' с максимальной плотностью тока и увеличивать с приближением к окрестности сечений у точек 1,1', что позволяет учесть и влияние эффекта близости проводников с током. Симметрия распределения равных значений плотности тока относительно линии, проведенной через центры сечений проводников, учитывается равенствами площадей соответствующих  криволинейных квадратов, центры которых определяют координаты точек Q,Q',Q1,Q1', указанных на рис.1 схематически.
Таким образом, если число криволинейных квадратов в сечении проводника равно N (N четное), то с учетом их симметрии в сечении число искомых значений δz равно N/2. Учитывая, что относительно линии симметрии значения δz имеют противоположные знаки, аппроксимирующая система линейных уравнений имеет вид

Рис.6.PNG

Рис.7.PNG

Литература

  1. Андреев В.А., Портнов Э.Л., Когановский Л.Н., Направляющие системы электросвязи. Том 1 – Теория передачи и влияния / Под ред. В.А. Андреева, М. : Горячая линия – Телеком, 2011. – 424с.
  2. Демирчан К.С., Чечурин В.Л. Машинные расчеты электромагнитных полей, М.: Высшая школа, 1986. – 240 с.