Transmisii telefonice - cabluri de telecomunicații

Cablurile reprezinta medii de transmisie cu parametrii distribuiti, schema unei unitati de o

anumita lungime a cablului fiind prezentata în figura 1, de unde rezulta ca un cablu este caracterizat

de o rezistenta distribuita, R, exprimat în W/km, de o capacitate distribuita, C, exprimat în nF/km,

de o inductanta distribuita, L, exprimat în μH/km si de o conductanta distribuita, G, exprimat în

μS/km. Unitatea de lungime de 1km s-a ales datorita lungimilor relativi mari pe care le au aceste

cabluri.

Câteva observatii importante legate de parametrii distribuiti ai cablurilor, parametri numiti si

parametri primari sau lineici, sunt urmatoarele: parametrii primari sunt dependenti de frecventa -

rezistenta si conductanta distribuita cresc odata cu frecventa, capacitatea distribuita este constanta

cu frecventa, iar inductanta distribuita scade cu frecventa; în banda vocala conteaza doar rezistenta

si capacitatea distribuita, la frecvente mai mari de 30kHz începe sa intervina si inductanta, iar la

frecvente mai mari de sute de kHz începe sa conteze si conductanta.

Pornind de la parametrii primari se pot defini alti parametri caracteristici cablurilor, parametri

legati de functia de transfer a cablului si de adaptarea de impedanta a cablului cu impedante externe.

Doi parametrii foarte importanti sunt impedanta caracteristica, Zc, si indicele de propagare, g,

parametrii dati de relatiile urmatoare:

( ) ( ) ( ) ( ) ( )

G j C

R j L

j R j L G j C ; Zc + w

+ w

g = a w + b w = + w × + w w = (1)

unde a este constanta de atenuare a cablului, exprimat în Np/km, iar b este constanta de defazare,

exprimat în rad/km. Din relatia (1) rezulta dubla dependenta a constantei de propagare si a

constantei de defazare de frecventa, prin intermediul parametrului frecventa si prin intermediul

variatiei parametrilor primari cu frecventa.

Observatie: transformarea din Np in dB se poate realiza conform relatiei: 1Np=8.68dB;

Importanta impedantei caracteristice este urmatoarea: daca la un capat al unui cablu cu

impedanta caracteristica Zc se conecteaza o impedanta de sarcina cu valoarea Zc, atunci impedanta

de intrare vazuta la celalalt capat al cablului va fi tot Zc, adica are loc un fel de „reflexie” a

impedantei de sarcina de la un capat al cablului la celalalt capat al acestuia, lucru foarte important

daca se doreste o adaptare de impedanta pe tot traseul circuitului (vezi figura 2 pentru cele

discutate).

Pe baza constantei de atenuare si cea de defazare se poate determina functia de atenuare în

frecventa, a(f) si anume: ( ) ( ) ( )

a e e l j l = × = a w × b w × w (2) , unde l este lungimea cablului. Daca la

intrarea cablului se aplica un semnal sinusoidal cu pulsatia ws, amplitudinea Ai si faza ji, atunci la

Diport

Fig. 1 Schema echivalenta a unei portiuni de cablu de telecomunicatii

Fig. 2 Adaptarea de impedanta dintre un cablu si impedantele conectate la acesta

iesirea cablului se va obtine un semnal sinusoidal de aceeasi frecventa, cu amplitudinea Ao si faza

jo, date de relatiile: ( A A e ) ( ) l o i s

Cablul de transmisie poate fi considerat si ca un dipol, parametri acestui dipol fiind dati de

parametrii g si Zc. De exemplu un dipol poate fi caracterizat prin parametrii fundamentali, A, în

felul urmator:

Daca linia este formata din mai multe tronsoane cu parametrii diferiti atunci matricea globala

este produsul matricilor elementare : [ ] [ ] Õ

Parametrii fundamentali se pot determina în functie de lungimea liniei, l, constanta de propagare

si impedanta caracteristica astfel: [ ]

Aspecte legate de caracteristica de atenuare a cablurilor bifilare

- cablurile bifilare torsadate din bucla de abonat (perechile din bucla de abonat) -

caracteristicile acestor linii sunt determinate preponderent de parametrii

distribuiti capacitivi (C/km) si rezistivi (R/km).

- legea generala de variatie a atenuarii firelor torsadate este data de relatiile:

constantele kx depind de geometria si lungimea cablului si de temperatura;

- în fig. 3 se prezinta variatia atenuarii pe km în banda vocala a firelor torsadate

cu diferite diametre