Федеральное агентство по образованию РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Владимирский государственный университет"
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
по дисциплине: "Информационные сети и телекоммуникации"
Выполнил
Студент гр. ЗПИЭу-107
Соколова В.Р.
Принял:
Преподаватель
Галас В.П.
Владимир 2009 г
Лабораторная работа №1. Исследование моделей распределенных линий связи вычислительных сетей
Цель работы: Ознакомление с процессом моделирования распределенных линий связи. Получение навыков работы с моделями систем и их экспериментального исследования.
Аппаратура: компьютер, принтер.
Программное обеспечение: ОС MS Windows, программа Electronics Workbench.
Длина линии – 75 метров
Погонное сопротивление – 0.5 Ом/м
Напряжение источника питания – 5В
Частота источника питания – 300 кГц
Общие сведения
Проводные линии связи вычислительных сетей являются цепями с распределенными параметрами, которые характеризуются тем, что в них индуктивность, емкость, сопротивление и проводимость распределены в пространстве — чаще вдоль двух проводников, образующих линию связи для обмена информацией между различными объектами. Если названные параметры распределены вдоль линии (на единицу длины) равномерно (например, для двухпроводной линии в виде параллельных проводников), то такая линия называется однородной, в противном случае линия является неоднородной.
Линии связи (ЛС) могут быть представлены двумя моделями: идеальной двухпроводной ЛС без потерь (рис. 1, а) и с потерями (рис. 1, б). Математическая модель ЛС с потерями состоит из набора одинаковых звеньев (сегментов), схема которого (рис. 1, в) содержит (в обозначениях EWB 5.0):
R - активное (омическое) сопротивление проводников ЛС, отнесенное к единице длины (погонное сопротивление), Ом/м;
L - погонная индуктивность проводников ЛС, Гн/м;
G - погонная проводимость между проводниками ЛС, См/м; для реальных ЛC к этой проводимости добавляются проводимости, вызванные диэлектрическими потерями изоляционных материалов;
С - погонная емкость между проводниками, Ф/м.
Рис. 1. Графические обозначения ЛС без потерь (а), с потерями (б) и звено математической модели ЛС с потерями (в).
Значения параметров ЛС в EWB 5.0 задаются с помощью диалоговых окон (рис 2, рис3).
Зададим сразу параметры для линии связи с потерями согласно варианту работы.
1. Найдем
С. С = 11.11 * 10-18 / L
C =11.11*10-18 / 11.11*10-6 = 1*10 -12 Фарад
2. Найдем Z0
Z0 = (L/C)1/2 = (11.11*10-6 / 10-12)1/2 = 3333.33 Ом
3. Найдем G
G = R*C /L = 9 * 10-7
Рис. 2 Диалоговое окно установки параметров ЛС с потерями
Рис. 3 Диалоговое окно установки параметров ЛС без потерь
В окне, изображенном на рис. 2, задаются значения параметров эквивалентной схемы (рис.1,в), где, кроме перечисленных выше параметров, указаны длина ЛС (LEN , м). В диалоговом окне для идеальной ЛС (R = 0, G = 0) (рис. 3) обозначено: ZO -волновое сопротивление, Ом; TD — время задержки распространения сигнала. Процессы, происходящие в ЛС, описываются так называемыми телеграфными уравнениями [51]:
∂u/∂х + L(∂i/∂t) + Ri = 0; ∂i/∂х + C(∂u/∂t) + Gu = 0 (1)
где ∂u/∂х , ∂i/∂х, ∂u/∂t, ∂i/∂t) — частные производные от напряжения и тока i по расстоянию х и времени t.
Решение уравнений (1) дает следующий набор характеристик (вторичных параметров) однородной ЛС:
1. ............
