Vlastností symetrického páru je vysoká odolnost proti rušení způsobeného vnějším elektromagnetickým prostředím. Reálné páry nejsou ideálně symetrické, a proto je třeba zkoumat jejich vlastnosti a zejména závislost nesymetrie na kmitočtu tak, aby se daly učinit závěry s ohledem na různý charakter rušení.
Ideální symetrický systém nebo obvod
má dvě elektricky zcela shodné větve nebo vodiče, přičemž oba dva (obě dvě)
jsou elektricky symetrické vzhledem ke společnému referenčnímu bodu, kterým
bývá obvykle zem. Napětí v odpovídajících si místech na těchto dvou
větvích resp. vodičích, měřená vzhledem k zemi, jsou shodná ve velikosti,
ale opačná ve fázi. Tento potenciální rozdíl mezi individuálním vodičem a zemí
se nazývá podélné napětí uL, (longitudinal voltage), souhlasné (součtové) napětí (common mode voltage),
nebo napětí v nesymetrické části obvodu.
Potenciální rozdíl mezi dvěma vodiči se nazývá příčné napětí uT (transverse mode voltage), rozdílové napětí (differential voltage), nebo napětí
v symetrické části obvodu a představuje skutečný signál použitý
v systému. V ideálním symetrickém systému jsou tato dvě napětí, tj.
podélné a příčné, navzájem nezávislá. Na obr.
1 je objasnění těchto klíčových pojmů.
Obr. 1 Podélné a příčné napětí v symetrickém vedení
Ideální symetrický obvod neprodukuje žádné
rušení a zároveň není citlivý na elektromagnetické vyzařování z jiných
zdrojů. Odolnosti proti rušení je přitom dosaženo bez použití nákladných
stínění či složitých zemnění. Z těchto důvodů jsou symetrické obvody
ideální pro vysokorychlostní datové aplikace, které pracují v kmitočtovém
rozsahu v oblasti megahertzů.
Kabel tvořený jedním nebo několika nestíněnými
symetrickými páry představuje nejběžnější případ takového média, které může být
úspěšně použito pro vysokorychlostní přenos dat.
Při reálném použití symetrických
obvodů nemusí být zmíněné dva vodiče elektricky zcela symetrické vůči zemi. To
je obvykle důsledek nestejných impedancí (jak podélné, tak i příčné)
v identických místech obvodu a neideálního zdroje signálu v daném
systému. V takovémto neideálním systému dochází ke vzájemnému ovlivňování
podélných a příčných složek signálů. Tato vzájemná vazba, pokud není
minimalizována, může ovlivnit užitečný (tj. příčný, rozdílový) signál a
v důsledku přispět k těsnější vazbě impulsních i jiných rušení,
a tím přispět ke zvýšení chybovosti datových přenosů.
Doporučení
ITU-T definuje nesymetrie pojmem Longitudinal Conversion Loss (LCL). Měřicí obvod podle obr.
2 je určen pro měření LCL.
Obr. 2 Obvod pro měření LCL podle doporučení ITU-T O.9
V české terminologii se pro
vyjádření podélného vyvážení používá rovněž termínu útlum
nesymetrie. Podélné vyvážení je měřítkem kvality symetrického obvodu a
je definováno jako poměr rušicího podélného napětí uL k následnému příčnému napětí uT. Pro vyjádření
v decibelech potom platí:
Model vychází z nerovnováh uvnitř kabelu se
symetrickými páry. Pro dva vodiče tvořící pár umístěné nedaleko od sebe,
existují kapacitní a induktivní vazby mezi vodiči a také mezi každým vodičem a
zemí. Vycházíme z předpokladu, že celková nesymetrie je součtem nesymetrií náležících kapacitní a induktivní nerovnováze mezi vodiči a zemí.
Model bude na základě toho reprezentován
v logaritmických souřadnicích přímkou, se směrnicí – 10 dB na
dekádu. Odvozený model byl experimentálně ověřen. Typický naměřený průběh s proloženou přímkou ukazuje obr. 3.
Obr. 3 Typický kmitočtový průběh útlumu nesymetrie.
[1] Rauschmayer, D. J. ADSL/VDSL Principles:
A Practical and Precise Study of Asymmetric Digital Subscriber Lines and Very
High Speed Digital Subscriber Lines. Indianopolis, USA: Macmillan Technical
Publishing, 1999. ISBN 1-57870-015-9.
[2] Hypš, P. Rozbor chování symetrických
telekomunikačních vedení s ohledem na jejich nevyvážení při přenosu dat
vyššími přenosovými rychlostmi pro potřeby systémové EMC analýzy a prognostiky.
Disertační práce. ČVUT Praha, 1996.
[3] Zeman, T. Impulsní rušení v systémech xDSL. Disertační práce. ČVUT Praha, 2001.
Problematika útlumu nesymetrie
