Влияние среды обмена

Определение максимальной скорости передачи данных

В реальных условиях зачастую приходится решать обратную задачу, а именно: по имеющимся техническим характеристикам приобретенных приемопередатчиков, установленной протяженности линии связи и параметрам стандартного кабеля определять максимально возможное значение скорости передачи данных. Рассмотрим конкретный пример.

1 Пусть требуемая протяженность линии связи составляет 1200 м

2 В качестве среды обмена используем неэкранированную витую пару МГШВ 0,35мм² со следующими характеристиками:

• волновое сопротивление –180÷200 Ом;

• погонная емкость – около 80÷100 пФ/м.

3 В качестве приемо-передатчика используется аппаратура фирмы Octagon Systems типа NIM, на базе интегральной микросхемы МАХ 1480В.

4 Допускаемое значение Т_с микросхемы МАХ1480В составляет 0,5.

5 Вычисляем длительность t_r = 2,2R_эквС_kL =

2,2×(180..200)×(80..100)×1200 = (38,02…52,08)мкс;

6 Таким образом, максимально возможное значение скорости передачи данных лежит в диапазоне, определяемом следующим соотношением:

9600,6 бит/с ≤ Сmax ≤ 13151,0 бит/с

Если в качестве среды обмена применить кабель типа 9842 фирмы Belden, волновое сопротивление которого составляет 120 Ом, а погонная емкость — 42 пФ/м, то максимально возможное значение скорости передачи будет составлять около 37594 бит/с.

Разработчик системы передачи данных должен учитывать тот факт, что на качество ее функционирования могут оказывать влияние следующие факторы:

• наведенные на линию связи помехи;

• разность потенциалов земли в местах размещения технических средств системы;

• активные и реактивные потери мощности;

• отражение сигналов от приемника, которые могут возникать при высоких скоростях обмена.

Степень влияния электромагнитных помех и разности потенциалов земли зависит от условий, в которых функционирует система, и ее эффективность определяется многими факторами, в том числе сбалансированностью или симметрией, описание влияния которой приведено далее.

Активные и реактивные потери зависят от качества применяемого кабеля. Отражения являются результатом внесения каждым устройством реактивных составляющих в эквивалентную нагрузку, подключенную к выходу формирователя, находящегося в активном состоянии. При этом реактивные составляющие преимущественно имеют емкостный характер.

Стандарт описывает устройства, способные функционировать в широком диапазоне скоростей обмена (до 10 Мбит/с).

Разработчик системы должен учитывать, что даже при невысоких скоростях обмена, например 19,2 кбит/с, длительности переднего и заднего фронтов информационного бита могут составлять не более 10нс, а приемники могут иметь еще более высокое быстродействие.

Таким образом, если не приняты специальные меры, то даже кратковременные помехи могут привести к нарушению целостности потока передаваемых данных, в том числе при низких скоростях обмена.