Затухание сигнала и шумы

Усилитель повышает общий уровень сигнала в линии, в том числе и уровень шумов. Это можно сравнить с прослушиванием музыкальной радиопередачи, когда сигнал содержит статические помехи. Если увеличить громкость радиоприемника, чтобы лучше слышать музыку, то, соответственно, увеличится громкость статического шума. Чем больше усиливается сигнал, тем громче становится шум. В конце концов наступает момент, когда усиливать сигнал больше нельзя, так как шумы становятся настолько сильными, что принимающая сторона не может распознать принимаемые данные. Рассмотренная ситуация подводит нас к следующей теме — шумам.

Шум снижает качество сигнала и препятствует принимающему оборудованию распознать действительный сигнал. В рассмотренном выше случае шумы не имеют никакого отношения к самому потоку сигнала и не несут информации. Их источники могут быть самые разнообразные: радиостанции, ультрафиолетовое излучение и даже мощные механизмы, расположенные слишком близко к линии передачи.

Шумы, зачастую называемые шумом линии, оказывают различное воздействие на разные физические передающие среды. Например, витая медная пара более подвержена воздействию шумов, а оптоволоконные линии — менее. Тот, кто работает с локальными сетями, вероятно, знает о том, что кабель Ethernet нельзя прокладывать слишком близко к осветительным приборам и желобам электропроводки, в противном случае полезный сигнал будет сильно зашумлен.

В аналоговых линиях чаще всего используется витая пара с диаметром сечения проводов от 22 до 24, а это неизбежно приводит к возникновению шума. На рис. 1.5 показан аналоговый сигнал с шумом.

Одной из самых распространенных форм шума является перекрестная наводка. В качестве простейшего примера проявления перекрестной наводки можно привести ситуацию, когда кто-то поднимает трубку телефона и слышит чей-то разговор, передаваемый по смежной паре проводов. Причиной возникновения подобного эффекта может быть неисправность оборудования и разъемов или плохое экранирование проводов.

При прохождении электрического тока по кабелю возникает электромагнитное поле, которое может привести к возникновению помех в смежном проводе. Такие помехи еще называют электромагнитными. Чем выше частота сигнала, тем сильнее электромагнитные помехи. Очевидно, что при использовании высокочастотных технологий придется столкнуться с большими проблемами, имеющими отношение к перекрестным наводкам. Существуют два типа перекрестных наводок, с которыми ежедневно сталкиваются провайдеры служб:

•    перекрестные наводки на ближнем конце линии (NEXT — Near-end crosstalk);

•    перекрестные наводки на дальнем конце линии (FEXT — Far-end crosstalk).

С точки зрения провайдера службы наводки NEXT возникают на стороне абонента, а наводки FEXT — на конечной нагрузке канала в коммутаторе телефонной станции (СО — central office) (рис. 1.6).