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 влияниевторичных 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, различаютсистематическиеислучайныевлияния. 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

Тип линии	Преобладающее влияние
Воздушные линии связи	Систематическое влияние, возрастающее с увеличением частоты сигнала
Коаксиальный кабель	Систематическое влияние через третьи цепи, убывающее с повышением частоты вследствие поверхностного эффекта
Симметричный кабель	Систематическое и случайное влияние, возрастающее с частотой
Оптический кабель	Систематическое и случайное влияние, при 30 ГГц от частоты сигнала практически не зависят

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:

D = 20 log ,

где d— расстояние от кабеля,— 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:

Z= Z= =376,8 Ом

Для поля с преобладающей электрической компонентой волновое сопротивление существенно больше (Z>Z), а для преобладающего магнитного поля существенно меньше (Z<Z) значения волнового сопротивления для плоской волны.

Дальняя зона — это область пространства, в которой расстояние от источника существенно превышает длину волны (r >> ). Границей раздела ближней и дальней зон условно можно принять равенство расстояний от источника возмущения 1/6 длины волны (r  /2  /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.