telekomunikacija iii

Javna ustanova Mjeovita srednja elektrotehnika kola Tuzla

Sejfudin Agi

TELEKOMUNIKACIJE III

-Interna skriptaTuzla, septembar/rujan 2009.

za 3. razred elektrotehnike kole

SADRAJ

1

SADRAJUVOD I. POGLAVLJE: ISTORIJAT TEHNIKE ANALOGNOG PRENOSA 1. ISTORIJAT TEHNIKE ANALOGNOG PRENOSA 1.1. MEUNARODNE UNIJE I KOMITETI II. POGLAVLJE: SISTEMI ZA PRENOS SIGNALA 2. SISTEMI ZA PRENOS SIGNALA 2.1. TELEGRAFIJA 2.1.1. Istosmjerna telegrafija 2.1.2. Izmjenina telegrafija 2.1.3. Brzina telegrafisanja 2.1.4. Fototelegrafija 2.2. TELEFONIJA 2.2.1. Prenos govora u jednom i dva smjera 2.2.2. Telefonsko posredovanja III POGLAVLJE: MODEL TELEKOMUNIKACIONE VEZE 3. MODEL TELEKOMUNIKACIONE VEZE 3.1. OPTI MODEL KOMUNIKACIONOG SISTEMA 3.1.1. Ugljeni mikrofon 3.1.2. Telefonska slualica IV POGLAVLJE: TELEKOMUNIKACIONI VODOVI 4. TELEKOMUNIKACIONI VODOVI 4.1. OSOBINE ELEKTRINIH VODOVA 4.1.1. Prostiranje emt na vodu 4.1.2. Karakteristina impedansa voda 4.1.3. Stojei talas 4.1.4. Ulazna impedansa otvorenog i kratkospojenog voda 4.1.5. Talasi napona u vodovima 4.2. KOMINIKACIONI VODOVI 4.2.1. Podjela vodova 4.3. KONSTRUKTIVNI ELEMENTI KABLOVA 4.3.1. Osnovni elementi kabla 4.3.2. Kezgro 4.3.3. Plat (omota) 4.3.4. Armatura 4.3.5. Zatitni slojevi 4.4. OZNAAVANJE KABLOVA 4.5. OPTIKI KABLOVI-SVJETLOVODI 4.5.1. Optika vlakna 4.5.1.1. Optiki kabl S4-144, sa zatitom od glodara 4.5.1.2. Optiki kabl S4-144 4.5.1.3. Optiki kabl S4-48 sa ljebovima u-oblika 4.5.1.4. Optiki kabl S4-48 armiran elinim icama 4.5.1.5. Optiki kabl zavrni jednoilni i dvoilni 4.5.1.5. Optiki kabl S4-24 samonosivi V POGLAVLJE: ETVOROPOLI 5. ETVOROPOLI 5.1. PODJELA ETVOROPOLA 5.1.1. Teorija etvoropola 5.1.2. Pojaanje i slabljenje 5.1.3. Serijska veza etvoropola 5.1.4. Jedinice prenosa 5.1.5. Nivoi 5.1.5.1. Normalni generator 5.1.5.2. Apsolutni nivo 5.1.5.3. Relativni nivo 5.1.5.4. Mjerni nivo VI POGLAVLJE: SIGNALI, KOMUNICIRANJE I UMOVI 6. SIGNALI, KOMUNICIRANJE I UMOVI 6.1. POJAM SIGNALA 6.1.1. Kontinuirane i diskretne poruke 6.1.2. Sluajni i deterministiki signali 6.1.3. Analogni i digitalni signali 6.2. UMOVI 3. 4. 5. 5. 7. 8. 8. 8. 9. 10. 11. 12. 12. 13. 17. 18. 18. 19. 20. 21. 22. 22. 22. 24. 25. 27. 28. 29. 29. 33. 34. 35. 36. 36. 36. 37. 37. 37. 37. 38. 38. 38. 38. 39. 40. 41. 41. 41. 42. 42. 43. 44. 44. 44. 45. 45. 46. 47. 47. 47. 48. 49. 50.

Telekomunikacije za 3. razred elektrotehnike kole

SADRAJ

2

6.2.1. Termiki um otpornika 6.2.2. Intermodulacioni um 6.2.3. umovi presluavanja 6.2.4. Mjerenje umova 6.2.5. Odnos signal um VII POGLAVLJE: MODULACIJA I DEMODULACIJA 7. MODULACIJA I DEMODULACIJA 7.1. MODULACIJA 7.1.1. Zato vrimo modulaciju? 7.1.2. Vrste modulacija 7.2. AMPLITUDSKA MODULACIJA 7.2.1. KAM - Konvencionalna Amplitudska Modulacija 7.2.2. AM 2BO dva bona opsega 7.2.3. AM jedan boni opseg SSB 7.3. UGAONE MODULACIJE 7.3.1. Princip ugaone modulacije 7.3.2. FM modulator 7.3.3. PM modulator 7.4. DEMODULACIJA I DETEKCIJA 7.4.1. Demodulacija AM signala 7.4.2. Detekcija AM signala 7.4.3. Detekcija FM signala VIII POGLAVLJE: PASIVNI I AKTIVNI ELEKTRINI FILTRI 8. PASIVNI I AKTIVNI ELEKTRINI FILTRI 8.1. PASIVNI FILTRI 8.1.1. Poluelija i elija filtra 8.1.2. Pricip rada filtra 8.1.3. LC filtri K-tipa 8.1.3.1. Filtri niskih frekvencija NF 8.1.3.2. Filtri visokih frekvencija VF 8.1.3.3. FPO filtri propusnici opsega 8.1.3.4. FNO filtri nepropusnici opsega 8.2. AKTIVNI FILTRI 8.2.1. NF aktivni filtar 8.2.2. VF aktivni filtar 8.2.3. FPO aktivni filtar 8.2.4. FNO aktivni filar 8.3. KANALSKI FILTRI IX POGLAVLJE: TELEFONSKI SIGNALI I APARATI 9. TELEFONSKI SIGNALI I APARATI 9.1. FUNKCIONALNE JEDINICE TELEFONSKOG APARATA 9.1.1. Komutaciona jedinica 9.1.2. Pozivna jedinica 9.2. OTKRIE TELEFONA 9.3. FUNKCIONALNE JEDINICE TELEFONSKOG APARATA 9.3.1. Komutaciona jedinica 9.3.2. Pozivna jedinica 9.3.3. Biraka jedinica 9.3.3.1. Biranje brojanikom 9.3.3.2. Biranje tastaturom 9.3.4. Elektroakustika jedinica 9.3.4.1. Lokalni efekat 9.4. VRSTE TELEFONSKIH APARATA 9.4.1. Induktorski telefonski aparat 9.4.2. ATA - Automatski telefonski aparat 9.4.3. ETA - Elektronski telefonski aparat 9.4.3.1. ETA sa dekadnim biranjem brojanikom 9.4.3.2. ETA sa dekadnim biranjem tastaturom 9.4.4. Ton-frekventni telefon 9.4.5. Digitalni telefon 9.4.6. Mobilni telefonski aparat Prilog I. Pozivni brojevi u Bosni i Hercegovini Prilog II. Meunarodni pozivni brojevi LITERATURA

51. 52. 52. 53. 53. 54. 55. 55. 55. 56. 57. 57. 59. 60. 60. 60. 62. 62. 62. 62. 63. 64. 65. 66. 66. 66. 67. 68. 68. 69. 71. 72. 73. 74. 75. 75. 75. 76. 77. 78. 78. 78. 79. 80. 82. 82. 83. 83. 84. 84. 85. 85. 86. 87. 88. 90. 91. 92. 93. 96. 100. 102. 102. 104.


UVOD

3

UVODRije grkog porijekla "TELEKOMINIKACIJE" znai: tele daleko i comunicatio saoptavanje, pa se pod time podrazumijeva prenos poruka na daljinu. Potreba za prenoenjem poruka stara je koliko i ljudski rod. Prenoenjem poruka, vijesti ili saoptenja, shvaeno u najirem smislu kao komuniciranje, predstavlja veoma sloen proces koji se temelji na signalima razliitih oblika i znaenja. Na osnovu ove konstatacije moe se rei da signali predstavljaju namjerno izazvane odreene fizike procese koji u sebi nose eljenu poruku. Tokom prenosa poruka osnovni cilj je da se poruka u obliku elektrinih signala prenese na neko mjesto, a da pri tome signal ostane to je mogue vie vjeran samome sebi. Konstatovali smo ve da signal predstavlja elektrini ekvivalent poruke koja se prenosi. U telefoniji se, na primjer, ova operacija obavlja linearnom transformacijom zvunog pritiska u elektrinu struju. U viekanalnoj telefoniji, pri prenosu TV slike, muzike i sl. u predajniku se obavljaju sloene operacije iji je cilj stvaranje signala koji odgovara takvim porukama. Zato se takvi signali nazivaju analognim signalima (gr. analogos slian). Ovi signali se odlikuju i osobinom da imaju beskonaan broj moguih vrijednosti u nekom opsegu trenutnih vrijednosti. Savremene elektrine telekomunikacije, koje predstavljaju prenos poruka u obliku Morzeovih znakova ili govora, muzike, slike, podataka sa raunara i slino datiraju od 24. maja 1884. godine, kada je Samjuel Morze ostvario prenos telegrafskih signala preko elektrinog voda izmeu Vaingtoa i Baltimora. Poetkom dvadesetog stoljea su ostvarivene prve telefonske veza, a eksperimentima Herca, Tesle i Markonija omoguena je pojava i razvoj radio tehnike.

ematski prikaz Hercovog eksperimenta

Sredinom dvadesetog vijeka u upotrebu ulazi televizija. Proirenjem telekomunikacija na cijelu Zemlju omoguili su optiki kablovi i satelitske veze koje vezuju zemlje na razliitim kontinenetima. Telekomunikacije na kraju dvadesetog vijeka obiljeava razvoj mobilnih telekomunikacija i naroito Interneta posredstvom kojeg je mogue, pomou raunara, ostvariti prenos izmeu bilo koja dva korisnika na Zemlji. Dakle, za oko 150 godina, od kada ova tehnika grana postoji, zahvaljujui genijalnosti i trudu velikog broja ljudi koji se bave telekomunikacijama ostvareno je neto o emu su pioniri ove nauke mogli smo sanjati. U skripti su obraene osnovne komponente, kola i postupci na kojima poivaju savremene telekomu-

nikacije, koje uenicima elektrotehnike kole treba da omogue lake praenje i potpunije razumijevanje materije ue strunih predmeta kao to su primopredajni radioureaji, TV ureaji, visokoftekventne VF veze i slino. Poto nije napisan prihvatljiv udbenik za predmet Telekomunikacije za III razred ova skripta predstavlja doprinos autora da popuni tu prazninu i omogui uenicima i svim zainteresiranim lake praenje i savlaivanje nastave te usvajanje osnovnih pojmova iz ove oblasti. Skripta je napisana prema Nastavnom planu predmeta Telekomunikacija za III razred prema GTZ modelu i odlukom Nastavnikog vijea Elektrotehnike kole u Tuzli dozvoljena za internu upotrebu.


Istorijat tehnike analognog prenosa

1poglavlje

Ne elei ulaziti u detalje nabrojaemo nekoliko istorijskih injenica vezanih za telekomunikacije. Prvi telegrafski prenos podataka bi je ostvaren jednokanalno u niskofrekventnom - NF opsegu. Radovima Tesle i Pupina na rezonantnim kolima razdvojene su struje razliitih frekvencija i stvorene osnove za prenos vie podataka u razliitim frekventnim opsezima, po istom prenosnom putu. Dakle, stvorena je visokofrekventna VF, viekanalna telegrafija, a za njom telefonija, radiotehnika, TV tehnika, satelitski i beini sistemi prenosa, Internet... Proizvodnjom telekomunikacione opreme se bave proizvoai irom svijeta te se nametnula potrebu za meunarodnom koordinacijom u proizvodnji i eksploataciji sistema veza. Takva koordinacije datira iz 1869. godine, kada je u Parizu osnovama meunarodna organizacija: UIT Union Telegraphique Internationale Meunarodna telegrafska unija. Danas preporuke i miljenja, koja se odnose na tehniku i eksploatacionu stranu koritenja i proizvodnju telekomunikacione opreme, daju: CCITT Comit consultatif international tlphonique et tlgraphique Meunarodni konsultativni komitet za telefoniju i telegrafiju i CCIR Comit consultatif international des radiocommunications Meunarodni konsultativni komitet za radio. Mada ove preporuke imaju samo savjetodavni karakter, zahvaljujui njihovoj vrijednosti i znaaju postale su meunarodne obaveze.

NAUITE NOVE POJMOVE NF prenos, VF prenos, UIT Union Internationale des Telecommunications, CCITT Comit Consultatif International Tlphonique et Tlgraphique, CCIR Comit Consultatif International des Radiocommunications.

ISTORIJAT TEHNIKE ANALOGNOG PRENOSA

5

1. ISTORIJAT TEHNIKE ANALOGNOG PRENOSA1876. je Aleksandar Graham Bel (18471922) patentirao telefon, a ve 1882. uinjeni su prvi pokuaji da se pobolja iskoritenje prenosnih vodova upotrebom tzv. fantomske veze. Fantomska veza ili fantomski vod omoguava da se iz dva dvoina voda, spregnuta na odgovarajui nain, dobije trei fantomski vod. Ovaj vod je u pogledu saobraaja potpuno nezavisan od dvoinih vodova koji ga formiraju, a potronja bakra za vodove se time smanjila na 33% po jednoj vezi. Oigledno je ve na osnovu iznesenog primjera da su od svih ureaja koji omoguavaju prenoenje signala na velike daljine najvea materijalna ulaganje u cijenu vodova. Ako se ovome dodaju i trokovi za ljudski rad na polaganju kablova, razumljiva je tendencija da se nae rjeenje za to svrsishodnije i ekonominije iskoritenje prenosnih vodova. Nikola Tesla (18561943) u svom predavanju: Svjetlosna i druge pojave na visokim frekvencijama, odranom 24. februara 1893. u Franklinovom institutu, Filadelfija-SAD, prvi put analizirao mogunost prenoenja signala na bazi elektrine rezonancije. Mihajlo Pupin (18581935) prvi je 1895. predloio praktino rjeenje koritenja elektrinih rezonantnih kola za razdvajanje struja razliitih frekvencija, koje teku po istom vodu. U to vrijeme beina telegrafija je ve dostigla odreen zamah i ostvareni su uslovi za razvoj tehnike na bazi struje visokih frekvencija. Viestruko koritenje prostora za otpremanje i prijem signala na razliitim talasnim duinama bilo je rijeeno pomou meusobno usklaenih predajnika i prijemnika. im je ovako neto bilo mogua izvesti u prostoru, nije bilo razloga da se ne moe ostvariti i posredstvom bakarnih provodnika koji imaju mnogo pogodnije elektrine karakteristike nego prostor. Ovakve pretpostavke su prvi put potvrene 1908. godine kada je Rumel eksperimentalno dokazao da se 6 telefonskih razgovora mogu prenijeti zajednikim prenosnim putem, i to u isto vrijeme. Tom prilikom je ustanovljena i injenica da za prenos ianim vodovima nisu potrebne tako visoke frekvencije kao u sluaju beinog prenosa. Istovremeno se na istom problemu radilo i za potrebe armije SAD. G.O. Skvajer je uspio da realizuje dvije istovremene telefonske veze po istoj parici kabla duine 11 km. Jedna telefonska veza bila je u prirodnom niskofrekventnom (NF) poloaju, a druga je pomjerena u vie frekventno podruje. Otkria do kojih su doli Rumer i Skvajer, kao i mnogi drugi, postavila su temelj jednoj novoj tehnici prenoenja govora na daljinu. Rije je o tehnici istovremenog prenosa vie nezavisnih poruka po zajednikom prenosnom putu. Kako se ova tehnika bazira na koritenju struje visoke frekvencije (frekvencije izvan ujnog podruja 20kHz), opte su poznati i prihvaeni termini visokofrekventni prenos ili skraano VF prenos. Ureaji koji ovakav prenos omoguavaju nazivaju seTelekomunikacije za 3. razred elektrotehnike kole

visokofrekventnim ureajima ili krae VF ureajima. Ovi termini odraavaju osnovni princip u prenosu i mnogo su taniji od uobiajenog termina analogni prenos, koji se odnosi vie na prirodu signala koji prenose odreene poruke. Iz tog razloga mi emo u daljem izlaganju koristiti i klasine termine, kao to su VF ureaji i sl. Razvojem TV tehnike postignuti su novi rezultati u pogledu viestrukog koritenja linija. 1934. je u SAD izgraen prvi eksperimentalni VF sistem sa koaksijalnim kablovima kapaciteta od 200 istovremenih telefonskih veza smjetenih u frekventni opseg 601020kHz. Prvi koaksijalni kabl u Evropi poloen je 1936. izmeu Berlina i Lajpciga (Njemaka) i omoguavao je 200 istovremenih telefonskih veza. Gledano sa dananjeg aspekta, VF ureaji nisu samo samo tehniki savreniji ve se njima mogu ekonomino rijeiti i svi problemi koji se javljaju pri projektovanju telekomunikacionih veza. Ova tehnika e zato jo mnogo godina, uglavnom u telefonskoj mrei, zadrati svoje mjesto. Pred tehniko osoblje, ija je specijalnost ova grana telekomunikacija, postavlja se zadatak da razvije principijelno nove sistema za tehniku sa frekventnom raspodjelom kanala, da postojee sisteme dopune i da ih ekonomino odravaju. Npr. sistem sa oznakom V 10.000 za koaksijalne kablove ima gornjom graninom frekvencijom od 60MHz. Ovaj sistem omoguuje da se jednim koaksijalnim kablom od 12 koaksijalnih parica ostvari istovremeni prenos 120.000 telefonskih kanala. Sa dananjeg aspekta, veze ovakvih kapaciteta mogu da pokriju potrebe i u dalekoj budunosti.

1.1. MEUNARODNE UNIJE I KOMITETITelekomunikacije su irem smislu te rijei, privredna grana od velikog znaaja u dananjem ekonomskom, politikom i kulturnom ivotu. Navedeni primjeri razvoja tehnike viekanalnog prenosa informacija pokazuju da se proizvodnji telekomunikacione oprema poklanja posebna panja. Veliki broj instituta i laboratorija u svijetu bavi se ovom problematikom i svoje rezultate ugrauje u novija i savremenija rjeenja. injenica da se proizvodnjom telekomunikacione opreme bavi vie proizvoaa irom svijeta nametnula je potrebu za meunarodnom koordinacijom u proizvodnji i kasnije eksploataciji sistema veza. Poetak takve meunarodne koordinacije datira iz 1869. kada je u Parizu osnovama meunarodna organizacija Union telegraphique internationale Meunarodna telegrafska unija. Ovoj organizaciji pristupilo je 20 drava, iji su predstavnici potpisali prvu: Konvenciju o koritenju telegrafije i Pravilnik. Od tada poinje uspjena meunarodna saradnja u oblasti telekomunikacija. 1869. se u Beu (Austrija) stvara Meunarodni biro telegrafskih uprava. Vie konferencija je odrano prije

ISTORIJAT TEHNIKE ANALOGNOG PRENOSA

6

1906. kada je u Berlinu 27 zemalja potpisalo prvu meunarodnu konvenciju o radiotelegrafiji. 1932. se u Madridu (panija) stvara UIT Union Internationale des Telecommunications Meunarodna unija za telekomunikacije, koja zamjenjuje dotadanje konvencije. Tada je izdat: Pravilnik o telegrafiji, Pravilnik o telefoniji i Pravilnik o radiosaobraaju.

-

Redovne administrativne konferencije, koja se saziva svakih pet godina. Ova konferencija vri reviziju administrativnih pravilnika i sl. Generalnog sekretarijata, koji se bavi pitanjima organizovanja sastanka, finansijama, dokumentacijom, publikacijama i sl. International Frequency Registration Board IFRB Tijelo za meunarodnu registraciju frekvencija, formirano 1947. koje se bavi sistematskom registracijom frekvencija i daje zvaninu internacionalnu saglasnost za njihovu eksploataciju. Meunarodnih konsultativnih komiteta, kojih u stvari ima dva: Meunarodni konsultativni komitet za telefoniju i telegrafiju CCITT Comit Consultatif International Tlphonique et Tlgraphique i Meunarodni konsultativni komitet za radio CCIR Comit Consultatif International des Radiocommunications.

-

-

Poslije konferencije u Atlantik Sitiju (SAD) 1947. UIT postaje specijalizovana agencija Organizacije Ujedinjenih nacija ime dobija vanost mjerodavnog i odgovornog savjetodavnog organa, koji regulie sva pitanja iz oblasti telekomunikacija. Ova pitanja se kreu od domena eksploatacije i tarifa do raspodjele frekventnih opsega, tehnikih karakteristika ureaja, kao i novih tendencija u razvoju telekomunikacija. UIT se sastoji iz slijedeih organa: Konferencije opunomoenika, koja zasjeda svakih pet godina i na njoj se donose odluke koje su vezane za nove konvencije i sl. Administrativnog savjeta, kojeg formiraju predstavnici 29 zemalja lanica. Savjet se sastaje jedanput godinje i stara se o sprovoenju odluka Konferencije.

-

-

Rad oba ova komitata sastoji se u davanju preporuka i miljenja koja se uglavnom odnose na tehniku i eksploatacionu stranu problema vezanih za koritenja i proizvodnju telekomunikacione opreme. Mada ove preporuke imaju samo savjetodavni karakter, zahvaljujui njihovoj vrijednosti i znaaju, one su postale meunarodne obaveze.

-


Sistemi za prenos signala

poglavlje

2

Izlaganja u ovom poglavlju predstavljaju stanje Telekomunikacija kao struke, problema koji ih optereuju i eventualnih moguih rjeenja. Napravljena je klasifikacija sistema za prenos te objanjeni principi i ideje na kojima oni poivaju. Dat je niz pojmova, definicija i naziva s namjerom da kroz ovakav opti pogled, sva ona razmatranja koja slijede, uinimo pristupanim. Verujemo da e izuavanjem ovih detalja i sklopova oni postati blii itaocu, te e ih lake moi svrstati na neko mjesto u kompleksnom sistemu komuniciranja. Tako e lake shvatiti njihova funkcionalna ulogu i detalje u njihovoj analizi. Prikazani su osnovni pojmovi i definicije telegrafije, fototelegrafije i telefonije.

NAUITE NOVE POJMOVE istosmjerna i izmjenina telegrafija, viekanalna telegrafija, prenos govora u jednom smjeru, prenos govora u dva smjera, telefonsko posredovanje, ATA automatski telefonski aprat

SISTEMI ZA PRENOS SIGNALA

8

2. SISTEMI ZA PRENOS SIGNALADanas postoji nekoliko razliitih metoda koji se primjenjuju za prenoenje poruka elektrinim putem. U zavisnosti od karaktera poruka, od oblika u kome ih elimo prenijeti, a u saglasnosti sa tehnikim mogunostima koristimo slijedee metode komuniciranja: telegrafija, telefonija, faksimil, televizija, prenos podataka, telekomanda, telemetrija i telesignalizacija. slovu Z odgovara talasni oblik struje prikazan na slici 2.2. Elementarni interval traje neko vreme T. Prisustvo struje se naziva znakom, a odsustvo pauzom. Znaci se sastoje od jednog elementarnog impulsa zvanog taka ili tri spojena elementarna impulsa nazvana crtom. Pauza izmeu znakova je uvek elementarna pauza, s tim to pauza izmeu slova iznosi tri, a izmeu rijei pet elementarnih pauza.

Ovdje emo izloiti samo neke karakteristinie principe telegrafije, fototelegrafije i telefonije, koji se koriste u praksi, zato da bi izlaganja koja slijede mogla da budu praena sa boljim razumijevanjem. O ostalim sistemima za prenos signala pogledati skriptu Tehnika telekomunikacija za za IV razred.Slika 2.2. Talasni oblik struje koji odgovara slovu Z u Morzeovom alfabetu

2.1. TELEGRAFIJATelegrafija je najjednostavniji i istorijski prvi po redu pronaen metod komuniciranja elektrinim putem. Sve pisane poruke, na bilo kom jeziku, mogu se predstaviti nekim odreenim nizom simbola koji su uzeti iz jednog konanog skupa. U ovom sluaju taj skup je alfabet. Sam princip prenosa je u sutini vrlo jednostavan: svakom od slova treba dodijeliti neki talasni oblik struje, dakle, utvrditi zakon korespondencije izmeu simbola i signala i na taj nain obaviti kodiranje poruke; na mestu prijema, obrnutom operacijom, dekodiranjem, dobija se originalna poruka.

Za razliku od telegrafije istosmjernom strujom, koja se naziva i telegrafijom prostom ili unipolamom strujom, postoji i telegrafija dvostrukom, odnosno polarnom strujom. Principska ema i odgovarajui talasni oblik ovakvog signala prikazani su na slikama 2.3 i 2.4. Taster i

2.1.1. Istosmjerna telegrafijaNajjednostavniji i istovremeno najprostiji nain je da se za telegrafiranje koristi istosmjerna struja. Takva principijelna ema prikazana je na slici 2.1. Taster iSlika 2.3. Telegrafisanje polarnom strujom

Slika 2.4. Talasni oblik polarne struje Morzeovog slova Z Slika 2.1. Telegrafisanje istosmjernom - unipolarnom strujom

U prijemniku, koji moe biti bilo kakav indikatorski sistem (analogni instrument, rele, pisa), prisustvom i odsustvom istosmerne struje u odreenim intervalima vremena, moe se predstaviti svaki simbol alfabeta. Tako, u najstarijem tipu koda, u Morzeovom alfabetu,Telekomunikacije za 3. razred elektrotehnike kole

Ovakva vrsta telegrafije ima prednost nad unipolamom zbog toga to su stanja koja odgovaraju pauzama definisana prisustvom struje drugog smjera. Prisustvo struje bolje definie pauzu nego njeno odsustvo, zbog uticaja eventualnih smetnji, poto je stepen tanosti u oitavanju ovakvog znaka na prijemu znatno vei.


9

2.1.2. Izmjenina telegrafijaPosebnu vrstu telegrafije predstavlja telegrafija izmjeninom strujom. Razlikujemo dvije vrste: jednofrekventnu, i dvofrekventnu telegrafiju.

metod poznat je i pod nazivom ICW (Interrupted Continuous Wave). Na slikama 2.7 i 2.8 data je odgovarajua ema i oblik signala za sluaj dvofrekventne telegrafije, koji se esto naziva skraenicom FKS (Frequency Shift Keying). Taster i

Na slici 2.5 piikazana je principska ema jednofrekventnog telegrafa. Taster i

Slika 2.7. Telegrafisanje dvofrekventnom strujom

Dvofrekventna

Slika 2.5. Telegrafisanje jednofrekvetnom strujom

Istosmjerna

Slika 2.8. Talasni oblik a-dvofrekventne i b-unipolarne struje Istosmjerna Jednofrekventna

Telegrafiranje izmjeninom strujom prua jednu izvanrednu mogunost: jedan vod moe da se iskoristi za istovremeni prenos vie nezavisnih telegrafskih poruka. Takva vrsta prenosa u svom sasvim uprotenom obliku prikazana je na slici 2.9, a poznata je pod imenom telegrafskog multipleksa ili viekanalna telegrafija. Ovdje je razmotren, kao prostiji, primjer jednofrekventne telegrafije.

Slika 2.6. Talasni oblik jednofrekventne i unipolarne struje

Na slici 2.6 prikazan je talasni oblik signala koji odgovara Morzeovom slovu "n" u sluaju jednofrekventnog rada. Ovaj

Slika 2.9. Principska ema sistema viekanalne telegrafije

Dva istovremeno prisutna signala na liniji, ije su frekvencije f1 i f2 razliite, mogu se pomou elektrinih filtara (1, 2 ...) razdvojiti i koristiti isti prenosni put (vod) za prenos dvije nezavisne telegrafske poruke. Naime, za prvi kanal, koristi se frekvencija f1, a za drugiTelekomunikacije za 3. razred elektrotehnike kole

f2. Filtar F1 proputa samo signal ija je frekvencija f1. a filtar F2 signal frekvencije f2. Na taj nain, bez obzira kako izgleda sloena struja na prenosnom vodu, signali se filtrima odvajaju na


10

prijemu, svakom namjenjeni.

zasebnom

korisniku

kojem

su

Ovakvim postupkom postie se znatna uteda u izgradnji prenosnog puta, a poveanje broja kanala moe se vriti dotle dok fizike karakteristike prenosnog puta to dozvoljavaju.

Na kraju, razmotrimo funkcionisanje jedne telegrafske veze, npr. pomou istosmjerne struje, kako je prikazano na slici 2.10b. Na mjestu predaje operator pritiskom na taster ostaruje da kroz elektrini vod tee istosmjerna struja. Ova struja, na mjestu prijema, aktivira pisa koji na traci od papira prikazanoj na slici 2.10.a, koja se kree konstantnom brzinom, ispisuje kombinacije taaka, crta i pauza.

Slika 2.10. a-zapis na telegrafskom papiru, b-principi rada telegrafa

2.1.3. Brzina telegrafisanjaAko se za prosjenu duinu rijei uzme rije od 4 slova, plus pauza izmeu rijei, onda se npr. runim kucanjem Morzeovog koda istosmjernom telegrafijom moe poslati 15 30 rijei/minuti. Sa porastom potreba u telegrafskom saobraaju stvarana su i nova reenja, pri emu se uvjek teilo da se povea brzina slanja slova i da se eliminie to je mogue vie subjektivni elemenat unesen prisustvom oveka. Naime, poznata je telegrafija "na sluh", gde na mjestu prijema takama i crtama odgovaraju akustini signali u vidu tona kraeg i dueg trajanja. Sluajui te isprekidane tonove, operator pie poruku. Dakle, on je prijemnik, a samim tim se ne moe izbjei uticaj svih subjektivnih ljudskih elemenata. Pokretani tim razlozima, strunjaci su stvorili mainske sisteme za kodiranje i dekodiranje poruka. Oni su u stanju da prenesu oko 100 i vie rijei/minutu. Sa razvojem ovih sistema razvijani su i novi kodovi: Morzeovog kod, 5-znani tzv. start-stop kod, Siemens-Hellov kod i drugi.

ije je trajanje jednako ukupnoj duini trajanja 5 elementarnih znakova, odnosno pauza. Na slici 2.11. prikazan je kod koji odgovara slovu "z" u ovoj azbuci. Tim sistemom mogue je napraviti ukupan broj kombinacija 25 = 32, to je dovoljno za prenos slova i cifara engleskog alfabeta.

Slika 2.11. Talasni oblik struje slovu Z u 5-znanom kodu

Poseban korak u razvoju telegrafije napravljen je uvoenjem telegrafskih pisaih maina teleprintera. U stvari, tek ovaj postupak odgovara punom smislu rijei telegrafija: operator na mestu predaje kuca tekst na maini, a na udaljenom mestu prijema isti takav teleprinter otkucava na papiru tekst identian poslanom. Tako je eliminisan ljudski faktor i poveana brzina telegrafisanja. U svrhu poreenja raznih sistema i za njihove proraune definisan je pojam brzina telegrafisanja: to

U petoznanom kodu svakom slovu odgovara odreena kombinacija elementarnih znakova i pauza



11

je ukupan broj elementarnih znakova i pauza poslan u jedinici vremena, pri emu je za jedinicu brzine telegrafisanja usvojen jedan elementarni interval u jednoj sekundi. Ta jedinica je nazvana baud, prema francuskom inenjeru Baudotu (E. Baudot je 1874. pronaao aparat sa 5-znanim kodom, koji je mogao da radi i kao multipleks od 2, 3, 4 ili 6 kanala).

Interesantno je ipak napomenuti da je telegrafski saobraaj u konstantnom opadanju. Tako je Western Union Telegraphe Co. zabiljeila 1967. godine opadanje svog telegrafskog saobraaja za itavih 60% u odnosu na saobraaj krajem drugog svetskog rata. Meutim, zahvaljujui postojanju teleprintera razvijena je javna telegrafska sluba poznata pod imenom telex (teleprinter exchange). U njoj se teleprinteri, ba isto kao i telefonski aparati, vezuju na automatske centrale i veze se izmeu pretplatnika u raznim gradovima i zemljama uspostavljaju jednostavno biranjem pretplatnikog broja. Ova sluba u posljednje vrijeme biljei sve vei i vei saobraaj, jer u odnosu na telefoniju ima i odreenu prednost. Naime, dokumenat o poslatoj poruci uvek postoji to je od znaaja za razne poslovne organizacije.

2.1.4. FototelegrafijaSlika 2.12. Brzina telegrafisanja signal iznosi 1/T (baud) T trajanje elementarnog intervala izraeno u sekundama

Poseban metod komuniciranja koji slui za prenos mirnih slika, naziva se fototelegrafijom ili faksimilom. Osnovni princip prenosa poruka ovakve vrste sastoji se u slijedeem: bilo kakva crno bijela slika, fotografija, moemo sa unaprijed zadatom tanou predstaviti kao skup diskretnih elementarnih povrina, taaka, pri emu svaka od njih ima jednu homogenu, konstantnu nijansu u spektru od bijelog preko sivog do crnog. Samim tim, apsorpciona mo ovakvih elemenata je razliita: jedni e vie a drugi manje reflektovati svjetlost kojom su osvetljeni. Ako se pomou nekog svetlosno elektrinog pretvaraa izvri pretvaranje osvetljenja u elektrini signal i ako je mogui obrnuti postupak na mjestu prijema, postoji principijelna mogunost za prenos slike. Na slici 2.13. prikazana je ema kojom se moe objasniti ovaj postupak.

Primjer: Neka je frekvencija ponavljanja impulsa sa slike 2.12 f=25Hz. To znai da je T=20 ms, pa je brzina telegrafisanja ravna: vt= 1/T = 50 bauda. Telegrafske sisteme danas koriste PTT organizacije za javni saobraaj, dok specijalne organizacije, kao to su vojska, eleznica i druge primenjuju telegrafiju za svoje interne potrebe. Od prvih dana razvoja radiokomunikacione slube, telegrafija se pokazala vrlo prikladnom u korienju ovakvog transmisionog puta. Stoga se i danas rad u mornarici i novinskim agencijama ne moe ni zamisliti bez radiotelegrafije.

Intenzitet svjetlosne mrlje

Slika 2.13. ematski prikaz sistema fotelegrafije: azavisnost intenziteta svjetlosne mrlje od vremena, bzavisnost struje fotoelije od vremena, cdetektovani napon u prijemniku u zavisnosti od vremena

Slika koju elimo prenijeti omotamo oko doboa DT, koji je smjeten u tamnu komoru. Kroz jedan mali otvor, pomou sistema soiva L1 baca se snop svjetlosti sijalice S na sliku. Ta svjetlost prolazi kroz diskretne otvore rasporeene po obodu toka DT. Kako se ovaj okree, to se dobija impulsni talasni oblik intenziteta svetlosne mrlje, prikazan dijagramom 2.13a.

Dobo DT ima dvostruko kretanje: obre se oko svoje osovine i istovremeno se aksijalno pomjera. Na taj nain, svjetlosna mrlja na njemu ispisuje helikoidu. Od svakog elementa slike, impulsno osvjetljenog, reflektuje se svjetlosni snop. Njegov intenzitet je proporcionalan moi refleksije osvjetljene elementarne povrine.



12

Reflektovana svjetlost se sistemom soiva L2 usmjerava na svetlosno elektrini pretvara, fotoeliju F. Struja koju daje fotoelija, proporcionalna je intenzitetu ove svetlosti i prikazana je dijagramom 2.13b. Ovaj signal se pojaava, i preko filtra FT predaje na liniju koja vezuje udaljeno mesto prijema. Sada signal prolazi kroz prijemni filtar FR, pojaava se pojaavaem i detektuje. Njegov talasni oblik napona prikazan je dijagramom 2.13c. Fotografski papir na koji e se dobiti kopija (faksimil) prenoene slike omota se na dobo DR. Detektovani napon UGS napaja gasnu sijalicu GS. Intenzitet svjetla koji ona daje proporcionalan je ovom naponu. Sistemom soiva L3 osvetljava se fotografski papir i na taj nain dobija prenoena slika. Ovako dobijena slika predstavlja negativ. Meutim, nije nikakav problem da se dobije i pozitiv. Naravno, dobijena slika na prijemu, strogo uzevi, nije potpuno verna kopija prenoene slike i to se uzme vie elementarnih povrina u analizi, reprodukcija e biti bolja. No, ipak, negde se moramo zaustaviti. To e biti tamo gde smatramo da je kopija dobra. Primjer faksimila je imao za cilj da samo shvatimo princip prenosa slike, dok su danas razvijeni posebni metodi u prenosu mirnih slika, koji se koriste u raznim organizacijama; novinarskim, bankarskim, eljeznikim i drugim.

njegove emocije. Stoga je ova vrsta komuniciranja "bogatija" od telegrafije. Kad je rije o prenosu poruka u telefoniji, mora da se istakne bitna razlika u odnosu na telegrafiju: 1. U telegrafiji prenosima diskretne poruke sastavljene od simbola iz konanog njihovog skupa, alfabeta. Njih smo kodirali i prevodili u elektrine signale, proporcionalno u odnosu jedan prema jedan. Prema tome, imali smo i konaan skup elektrinih signala razliitih, talasnih oblika, dakle, isto onoliko koliko i slova. 2. U telefoniji prenosimo kontinualne ili analogne poruke i signale. Poruka izraena govorom je kontinualna vremenska funkcija. Stoga, takav treba da bude i elektrini signal. Takve vremenske funkcije, koje predstavljaju govor, odnosno odgovarajue signale, pripadaju jednoj klasi funkcija i pojavljuju se u neogranienom broju razliitih formi. To predstavlja sutinsku razliku u odnosu na diskretne sisteme. Prema tome, moraju postojati naprave koje omoguuju kontinualnu konverziju govora u signal i obrnuto. Te naprave, kao to su npr. mikrofon i slualica, nazivaju se pretvaraima. O svemu ovome bie jo dosta govora, pa emo videti da se, uz odreene uslove, i kontinualne poruke mogu prenositi diskretnim sistemima prenosa.

2.2. TELEFONIJANeposredniji, kompleksniji i atraktivniji vid komuniciranja od telegrafije omoguen je uspjenim realizacijama prenosa govora na daljinu. Dva partnera mogu da vode direktni razgovor kao da su jedan pored drugog i u takvom razgovoru jedan govornik moe da uputi drugom od 100 200 rijei/minutu, to je samo neto vie nego to se postie telegrafijom. Ali, meusobni kontakt partnera je neposredniji: slualac prepoznaje sagovornika po glasu i ak osjeaINCIDENTNI TALAS

2.2.1. Prenos govora u jednom i dva smjeraNa slici 2.14. prikazana je principska ema na osnovu koje je mogue preneti govor u jednom smjeru prenosa. Na lijevom dijelu slike predstavljen je mikrofon, a na desnom slualica ili telefon. U mikrofonu, elastina dijafragma D1 vibrira pod uticajem promjenljivog pritiska koji na nju vri zvuni talas. Ona je vrsto vezana sa klipom K1, koji moe da se pomjera u cilindru C.

TALAS POBUEN SA D2

Slika 2.14. Principska ema koja prikazuje prenos govora u jednom smjeru

Ovaj je ispunjen ugljenim zrncima ija je osobina da se otpornost izmeu kontakta K1 i K2, koja ini dio elektrinog kola u kome je baterija U, mijenja kad se mijenja pritisak koji K1 izaziva na zrnca. Ako je pritisak vei, otpornost je manja i obrnuto. Dakle, kad ne postoji zvuni pritisak na dijafragmu D1 kroz kolo tee konstantna istosmjerna struja. Pone li pritisak uslijed prisustva zvuka da se mijenja, mijenja se i otpornostTelekomunikacije za 3. razred elektrotehnike kole

izmeu K1 i K2, a samim tim i struja koja tee kroz kolo. To je prikazano slikom 2.15. Dakle, ostvarena je analogna pretvaranje zvunog pritiska govora u strujni elektrini signal. Ova struja sada pobuuje elektromagnet E. On privlai elinu dijafragmu slualice D2 u ritmu promjene elektrinog signal struje te tako vibrira i dijafragma D2 i proizvodi


13

zvuni pritisak, koji proizvodi zvuni talas i pobuuje ljudsko uho. I ovde je, dakle, pretvaranje signala u zvuni pritisak analogan, kontinualan.

obostrano, pogledajmo omoguava.

principsku

emu

koja

to

Kako je prikazanao na slici 2.16. mikrofoni MA i MB jednog i drugog govornika vezani su u lokalna kola, tako da svaki od njih ima nezavisno napajanje lokalnom baterijom E. Na taj nain, kroz datu vezu od mjesta A do B ne tee istosmjerna struja. Transformatori TA i TB su specijalni, tzv. diferencijalni transformatori. Govornik koji govori ispred mikrofona MA, izazvae u svom lokalnom kolu promjenljivu istosmjernu struju, iji je tok prikazan na slici 2.15. Zahvaljujui prisustvu transformatora, samo promjenljivi dio struje izazvane promjenom pritiska u mikrofonu MA indukuje promjenljivu elektromotornu silu na krajevima a-a' sekundara transformatora TA. Ova proizvodi - generie odgovarajuu struju u kolu kojim su vezani sagovornici A i B te e ta struja pobuditi slualicu SB i govor e biti prenesen.

Slika 2.15. Struja kroz kolo sa slike 2.14 Pritisak zvuka izazvan dijafragmom D2 na taj nain, slian je pritisku koji je pobudio dijafragmu D1 pa je govor, naravno manje ili vie vjerno prenesen. Izloeni primjer pokazuje kako je mogue prenijeti govor u jednom smjeru prenosa. S obzirom na to da se razgovor konverzacija u telefonskoj vezi vodi

Slika 2.16.- Principska ema koja prikazuje prenos govora u dva smjera

Za razliku od slualice na slici 2.14, ova slualica mora da ima stalni magnet, koji u odsustvu struje u njoj, dri njenu membrabu dijafragmu privuenu u srednji poloaj. Naravno, raste li izmjenina struja i ukoliko je ona takvog smjera da potpomae dejstvo stalnog magneta, membrana slualice SB bie jo vie privuena. U obrnutom sluaju, ona e odstupiti od svog centralnog poloaja na drugu stranu. Konstrukcija sa diferencijalnim transformatorom uvedena je radi efekta poznatog pod nazivom lokalni efekat. Naime, kad govornik govori ispred mikrofona MA, postoji mogunost da sam sebe uje u sopstvenoj slualici. Ali, ukoliko je kolo u kome se nalazi slualica SA simetrino u odnosu na sekundar transformatora, ova pojava e se izbjei. Ako taka c dijeli sekundar na dva elektriki identina djela i ako je pomona impedansa ZB, koja se zove balansna impedansa ili balansni vod, jednaka impedansi ZA koju ima linija, jasno je da e potencijalna razlika na krajevima slualice cd, koju bi prouzrokovale struje iz mikrofona MA, biti uvjek jednaka nuli. Naravno, sve to je reeno za smjer prenosa A B, vai i za smer prenosa B A, pa se na taj nain omoguava obostrana razmjena govora.

2.2.2. Telefonsko posredovanjeJedan od posebnih, ali osnovnih problema u telefoniji, predstavlja uspostavljanje veze izmeu dva govornika, odnosno pretplatnika. Ureaji koji ovo omoguava nazivaju se telefonske centrale. Razlikujemo dva tipa centrala, a prema tome i dvije vrste telefonskog saobraaja, odnosno kako se to kae dvije vrste posredovanja u uspostavljanju veze: 1. 2. manuelno posredovanje, i automatsko posredovanje.

Svaki od ovih sistema ima svoje specifinosti i njima emo posvetiti posebnu panju u drugim poglavljima ove skripte. Ovdje emo razmotriti osnovne principe i funkcionalne dijelove. 1. Manuelno posredovanja podrazumijeva da operator u telefonskoj centrali, na koju su vezani svi pretplatniki aparati, na poziv pretplatnika i njegov usmeni zahtjev, manuelnim putem (runo) pomou kratkospojnika ili preklopnika prespaja vezu sa drugim, eljenim pretplatnikom.

Treba uoiti neke bitne operacije: pretplatnik mora pozvati centralu i kazati s kim eli da govori, operator



14

mora pozvati eljenog pretplatnika, ukljuiti ga u zahtjevanu vezu i po zavretku razgovora veza mora da se raskine i vrati u prvobitno stanje, koje je u stvari stanje pripravnosti za novu vezu.

ema telefonskog aparata koji se koristi u manuelnom posredovanju, kao i veza izmeu dva pretplatnika prikazana je na slici 2.17.

Slika 2.17. ema induktorskog telefonskog aparata za manuelno posredovanje i nain ostvarenja veze pretplatnika A i B

Pretplatniki aparat se sastoji od mikrofona MA, slualice SA, diferencijalnog transformatora TA, pomone balansne impedanse ZA, induktora IA, zvonca Zv i viljuke sa kontaktima 1-5, na kojoj stoji mikrotelefonska kombinacija. Njenim podizanjem aktiviraju se dva preklopnika vA. Kada pretplatnik A eli da pozove pretplatnika B, on okree ruicu induktora koji proizvodi izmeninu struju, ija je frekvencija oko 18 Hz. Tada se automatski raskida veza 1-3 kontakta IA, a uspostavlja kontakt 1-2, koji kratko vezuje lijevi dio aparata pretplatnika A. U pretplatnikom aparatu B, ako je on direktno vezan sa aparatom A, dakle bez posredstva Manuelne telefonske centrale MTC, pozivna struja prorie kroz kolo zvonca Zv i akustiki signal poziva pretplatnika B. Vri li se posredovanje putem centrale MTC, operator poseduje identian telefonski aparat, pa on uje poziv i zatim, manuelnim putem, opet pomou induktora poziva pretplatnika B. Kada ovaj podigne mikrotelefonsku kombinaciju sa njene viljuke, prorade prekidai vB. Na jednom od njih raskida se kontakt 13 i zvonce prestaje da zvoni, a uspostavlja se kontakt 23 i u kolu mikrofona kontakt 45. Time je veza uspostavljena i razgovor konverzacija moe da pone. to se tie pretplatnika A koji je pozivao, nije vano u kom je poloaju za vreme poziva bila njegova mikrotelefonska kombinacija. Ovde su, kao to je to bilo objanjeno u vezi sa slikom 2.16, mikrofon i slualica vezani diferencijalnim sistemom da bi se sprijeio lokalni efekat. Sasvim je drugaiji karakter posredovanja u automatskom saobraaju. Ovde se sve operacije, karakteristine za uspostavljanje neke veze, obavljaju automatski, zahvaljujui specijalnoj konstrukciji telefonskog aparata i konstrukciji automatskih telefonskih centrala. Na slici 2.18. prikazana je detaljna ema ovakvog telefonskog aparata i princip

uspostavljanja veze sa drugim pretplatnikom posredstvom automatske telefonske centrale ATC. Posmatrajmo telefonski aparat pretplatnika A. On se sastoji od: mikrofona MA, slualice SA, viljuke na koju se postavlja mikrotelefonska kombinacija, ije podizanje aktivira preklopnik vA, kondenzatora CA, zatitnog otpornika ZZ zvona Zv, pomone impedanse ZA, brojanika sa ciframa 1, 2, ..., 8, 9, 0 i njegovih kontakta nsi, nsr i nsa. Sa ATC je oznaen blok koji predstavlja automatsku telefonsku centralu. Da bi se uspostavila neka veza, obavljaju se sledee operacije: kada pretplatnik A digne mikrotelefonsku kombinaciju, kratko se spoje kontakti 123 preklopnika vA,. Tada se obrazuje kolo istosmjerne struje: plus pola baterija E u centrali rele Ra pretplatnika ila a kontakt nsi kontakti 12 mikrofon sekundar transformatora Tr, pretplatnika ila b rele Ra minus pol baterije E u centrali. Ovom operacijom obavljene su dvije stvari: mikrofon se napaja strujom, a u centrali je proradilo rele Ra. Aktiviranje ovog relea prouzrokuje: zauzimanje biraa, koji je ematski prikazan i oznaen sa B i ukljuenje u vod pretplatnika A generatora izmjenine struje frekvencije 450Hz iz ATC. Ova struja je isprekidana u ritmu Morzeovog slova "a" i pretplatnik A uje u svojoj slualici odgovarajui isprekidan ton (taka crta). To ga obavjetava da je centrala slobodna i spremna da primi njegove dalje zahtjeve. Ukoliko centrala nije slobodna, umesto tona isprekidanog u ritmu slova "a", pretplatnik A dobija ravnomjerno isprekidan ton frekvencije 450Hz. Kad pretplatnik uje da je centrala slobodna, poinje biranje eljenog sagovornika. Svaki pretplatnik ima svoj karakteristian broj koji je sastavljen od kombinacije cifara na brojaniku. Okretanjem brojanika u smjeru kazaljke na satu do njegovog krajnjeg poloaja, on se pomou jedne opruge navije. Tom prilikom zatvori se kontakt nsa, pa se lijevi deo eme aparata kratko spoji. Na taj nain, biranje ne utie na slualicu i istovremeno u kolu istosmjerne struje do centrale nalazi se manja otpornost.



15

A T A P R E T P L A T N I K A A

A T A P R E T P L A T N I K A B

Slika 2.18. Ostvarenje veze automatskih telefonskih aparata ATA u automatskom telefonskom saobraaju pretplatnika A i B



16

Putanjem brojanika da se slobodnim okretanjem vrati u svoj prvobitni poloaj, otvara se kontakt nsr koji ostaje u tom poloaju sve dok se brojanik ne zaustavi. O ulozi ovog kontakta bie jo rijei. Istovremeno, slobodnim vraanjem brojanika utie se na ekscentar e, koji prekida kontaktom nsi kolo istosmjerne struje onoliko puta koliko to oznaava izabrana cifra. Na taj nain alju se signali biranja u obliku impulsa u centralu. Objasnimo sad kako se uspostavlja veza. U sluaju da je pretplatnik koji se trai zauzet, centrala alje pretplatniku A znak zauzea. To je ravnomjerno isprekidani ton ija je frekvencija 450 Hz. Ako je pretplatnik B slobodan, centrala alje preko njegovih ila a i b pozivnu struju ija je frekvencija izmeu 16 Hz i 25 Hz. Ova struja prolazi kroz kondenzator CB i kalem zvona ZB, koji obrazuju serijsko oscilatorno kolo. Akustiki signal poziva pretplatnika B. Istovremeno, centrala alje istu ovakvu struju pretplatniku A, ime ga obavjetava da je uspostavljena veza sa pretplatnikim aparatom B. Kada pretplatnik B digne mikrotelefonsku kombinaciju, kroz njegov vod i mikrofon protie istosmjerna struja za

napajanje mikrofona. Istovremeno ova struja aktivira rele Rb koji prekida slanje pozivne struje i razgovor moe poeti. Za vreme razgovora, kroz liniju tee promjenljiva istosmjerna struja, nastala sabiranjem superpozicijom konstantne struje napajanja i govornih struja. Kada se razgovor zavri, sputanjem mikrotelefonskih kombinacija A i B, raskidaju se oba kola istosmjerne struje, a relei Ra i Rb otputaju svoje kotve i svi organi se vraaju u prvobitni, neaktivan poloaj. Iistaknimo na kraju da su danas u oblast automatske komutacije prespajanja veza u telefonskom saobraaju uvedena sasvim nova rjeenja. Naputeni su mehaniki i elektromehaniki sistemi i uvedena isto elektronska komutacija. Ova rjeenja, zahvaljujui uspjesima postignutim u razvoju poluprovodnika i pomou njih izgraenih kola, kao to su specijalna kola za pamenje i programiranje, prua znatne prednosti nad postojeim sistemima i o njima e biti govora u narednim poglavljima.


Model telekomunikacione veze

3poglavlje

Izlaganja u ovom poglavlju e se baviti problemima teorijskih modela telekomunikacionih sistema. Jedan od prvih takvih, univerzalnih modela, je predloio enon, pa prema njemu nosi naziv enonov model telekomunikacionog sistema. Najjednostavniji model se sastoji od predajnika, prenosnog puta i prijemnika. Prenosni put, u ovom sluaju, povezuje predajnik i prijemnik obezbjeujui da se premoste potrebna rastojanja u prostoru. Posebno emo obraditi tipini predajnik telefonski mikrofon i prijemnik telefonsku slualicu, koje susreemo u svim telefonskim aparatima. Na kraju emo rei neto telekomunikacione mree. o ekonominosti i pouzdanosti jedne

NAUITE NOVE POJMOVE predajnik prenosni put prijemnik, zvuni talas, ugljeni mikrofon, telefonska slualica, magnetno polja "govorne" struje.

MODEL TELEKOMUNIKACIONE VEZE

18

3. MODEL TELEKOMUNIKACIONE VEZEJedan od odgovora na pitanje: ta su telekomunikacije? je sadran u definiciji koju je usvojila Meunarodna unija za telekomunikacije UIT. Telekomunikacije podrazumijevaju: bilo kakav prenos, otpremanje ili prijem znakova, slike, zvuka, ili ljudskih saznanja na bilo kakav nain preko vodova, radija, vizuelnim ili drugim elektromagnetnim sistemima. Termin telekomunikacije odnosi se, prema tome, na oblast elektrotehnike koja se bavi problemom prenoenja poruka na daljinu. Poruke su zapisi nizova simbola iz nekog pisanog ili numerikog alfabeta u izvornom ili obino elektrinom obliku. Treba razlikovati pojam poruka od pojma informacija. Svaki niz znakova ini neku poruku, koja moe sadrati ili ne sadrati odgovarajuu koliinu informacije za onoga kome je upuena. Dakle, poruka je nosilac informacije, a sama informacija predstavlja koliinu (ne)oekivanog dogaaja u odaslanoj/primljenoj poruci.

3.1. OPTI MODEL KOMUNIKACIONOG SISTEMANajjednostavniji model telekomunikacione veze prikazan je na slici 3.1. Ovaj model se sastoji iz samo tri bloka predajnika, prenosnog puta i prijemnika. Prenosni put, u ovom sluaju, povezuje predajnik i prijemnik obezbjeujui da se premoste potrebna rastojanja u prostoru. Detaljniji model telekomunikacione veze prikazan je na slici 2.2. Ovaj model omoguava nam da blie definiemo prouavani problem prenoenja poruka na daljinu, da razumijemo funkciju svakog dijela sistema, a samim tim i da shvatimo sve bitne faze procesa koji se odvija. Izvor poruke podrazumijeva bilo kakav izvor poruke koju treba prenijeti korisniku. Poruke mogu biti izgovorene rijei, brojevi, muzika, mirne i pokretne slike i sl. Predajnik ima zadatak da poruku pretvori u elektrini signal podesan za prenienje. Elektrini signal moe biti u analognom i digitalnom obliku i kao takav on predstavlja elektrini ekvivalent prenoene poruke i u takvoj formi se lake prenosi ili jedino tako moe da se prenese.

PREDAJNIK

PRENOSNI PUT

PRIJEMNIK

Slika 3.1. Najjednostavniji prikaz komunikacionog sistemaKANAL VEZE

SIGNAL

IZVOR PORUKE

PREDAJNIK

PRIJEMNIK

KORISNIK

PRENOSNI PUT

IZVOR UMA

Slika 3.2. Optii model komunikacionog sistema

U sluaju, npr. telefonije ova se operacija izvodi tako to se posredstvom mikrofona akustika energija ljudskog glasa pretvara u elektromotornu silu ija vremenska promjena odgovara promjeni intenziteta zvunog polja. Prenosni put predstavlja sredinu kroz koju se signal prenosi od predajnika do prijemnika. To moe biti fiziki vod, u telefonskim komunikacijama simetrina parica,

etvorka ili koaksijalna parica, ili prostor kroz koji se prostire radiotalas (elektromagnetni talas), optiki kablovi, niz pojaavaa itd. Prenosni put je inae mjesto gdje se javljaju osnovne tekoe pri prenoenju signala i koje se manifestuju na razne naine u prijemniku.



19

Jedna od tih tekoa manifestuje se, npr. tako to primljena poruka na izlazu iz prijemnika nije ni slina, ni podudarna sa porukom na ulazu u predajnik. U prenosnom putu se javljaju i drugi efekti koji mijenjaju oblik odaslane poruke, pa prema tome oteavaju njen prenos, a jednim se imenom nazivaju umovi. umovi su na slici 3.2 prikazani kao blok izvor uma, ali na alost to nije jedino mjesto gdje oni nastaju. Neto vie o umovima slijedi u narednim poglavljima. Kanal veze je skup tehnikih ureaja koji obezbjeuju nezavisnu predaju date poruke po zajednikom prenosnom putu. Za razliku od prenosnog puta, kanal veze predstavlja istosmjernu vezu. Viekanalni prenos podrazumijeva istovremeno komuniciranje vie korisnika zajednikim prenosnim putem, a da jedan drugom ne smetaju, tzv. multipleksni prenos

su u metalnu kutiju, najee konusnog oblika, koja se onda naziva mikrofonska kapisla. Membrana ugljenog mikrofona moe biti od poliranog tvrdog ugljena ili od metala (npr. aluminijum). Membrana se izrauje tako da ima dovoljnu vrstou i elastinost kao bi reagovala na elektrina treperenja. esto se u sredinu membrane postavlja ugljena ploica kojom se poboljava dodir izmeu membrane i ugljenog praha. Ima vie razloga koji idu u prilog upotrebi ugljenih zrnaca umjesto nekog drugog materijala, npr. ugalj nema teno agregatno stanje, pa ne moe doi do pojave da se zrnca "zapeku" jedno za drugo, na mjestima gdje se zrnca dodiruju javljaju se struje velike gustine, pa samim tim i visoke temperature, koje ugalj izvanredno dobro podnosi, ugalj ima veliku elektrinu otpornost, to omoguava paralelno vezivanje velikog broja zrnaca, ime se poboljava kvalitet rada mikrofona.

-

3.1.1. Ugljeni mikrofonU telefonskim aparatima koriste se ugljeni mikrofoni, koji se sastoje od membrane, ugljenog praha (ili zrnaca) i posude za prah, kao na slici 3.3. Ova tri dijela smjetenaZvuk

Posuda za ugljeni prah ili zrnca pravi se od uglja ili metala. Oko posude je namjeten filcani omota koji dopire do membrane, a slui da zatiti prah od ispadanja i da smanji nepotrebo treperenje membrane.

Membrana

a Ugljena zrnca

Izlaz na telefonsku paricu

Izolator

b Slika 3.3. Presjek i princip rada ugljenog mikrofona

Princip funkcionisanja ugljenog mikrofona je slijedei: Da bi mikrofon uopte mogao da radi potrebno je da kroz njega protie istosmjerna struja, zbog ega nam je potreban napon napajanja Uo. Kada na membranu mikrofona djeluje zvuni talas, ugljena zrnca bivaju izloena promjenljivom mehanikom pritisku. Poto se zrnca nalaze stisnuta jedno do drugog mijenja se otpornost kontakta izmeu njih, pa se samim tim mijenja i intenzitet struje u kolu. Sada se stalnoj (istosmjernoj) struji, koja je tekla iz plus pola izvora U0, kroz mikrofon i primar transformatora, sabira superponira jo jedna promjenljiva struja, ija vremenska promjena odgovara vremenskoj promjeni zvunog pritiska, te se dobije prikaz kao na slici 3.4. Dakle, mikrofon ostvaruje ulogu akustino elektrinog pretvaraa.Slika 3.4. Vremenski prikaz struje mikrofona

Samo onaj dio govorne vremenski promjenljive struje, koji se pojavi na primaru transformatora bude transformiran na sekundar i dalje se prenosi po prenosnom putu. Dobar mikrofon treba:



20

-

-

-

biti osjetljiv, tj. on mora i pri slabim zvunim talasima izazvati srazmjerno jake promjene struje, da vjerno i razumljivo pretvara poruke, da vjerno odraava treperenje zvunog talasa u cijelom opsegu frekvencija vanom za ljudski govor (20Hz 20kHz) iako je to teko postii, da ima vjernu i linearnu karakteristiku u opsegu frekvencija od 300Hz 3400Hz.

-

ugljeni mikrofoni neuporedivo su jeftiniji od drugih tipova mikrofona.

3.1.2. Telefonska slualicaPrijemnik, sa slike 3.2. obavlja operaciju suprotnu predajniku, tj vri elektrino akustinu konverziju i pretvara elektrini signal u zvunu poruku. U telefoniju funkciju prijemnika obavlja slualica. Za razliku od mikrofona, koji akusiku energiju ljudskog glasa pretvara u struju promjenljivog intenziteta, zadatak je slualice da elektrine oscilacije pretvori u zvune. Ona, u stvari, pretvara elektrinu energiju u zvunu, reprodukujui glasove izgovorene ispred mikrofona i prenosi ih uslijed treperenja vazduha do ljudskog uha. Slualica se sastoji od: stalnog magneta, elektromagneta, i membrane.

Pretvaranjem kroz mikrofon esto se odreene govorne frekvencije bolje prenose, dok se druge jako slabe. U stvari, zbog nesavrenosti mikrofona govorna energija istog zvunog pritiska, ali razliitih frekvencija, proizvodi u mikrofonu struju razliitih elektrinih napona. Ova pojava poznata je pod nazivom izoblienja. Prednosti ugljenih mikrofona nad drugima su: njihova osjetljivost i njihovo djelovanje je ekvivalentno djelovanju pojaavaa. Smatra se da ugljeni mikrofon primljenu zvunu energiju predaje dalje u obliku elektrine energije koja je oko 100 puta vea od primljene, mikrofoni izvedeni na elektrodinamikom, piezoelektrinom i slinim principima ponaaju se kao oslabljivai (atenuatori) i da bi uopte mogli da se koriste zahtijevaju upotrebu pojaavaa,

-

Ovi dijelovi su smjeteni u metalnu kutiju valjkastog oblika koja se naziva telefonska kapisla, kao to je prikazano na slici 3.5.

Membrana Elektrini signal ekvivalentan govornoj poruci govoru Zvuni talas Stalni magnet

Slika 3.5. Dijelovi telefonske slualice

Stalni magnet u telefonskoj slualici ima oblik potkovice sa nastavcima na koje se postavljaju namotaji elektromagneta. Ovi namotaji su meusobo vezani u seriju i njihov otpor najee iznosi 2x27 . Membrana se pravi od mekog eljeza i ona, u stvari, predstavlja kotvu elektromagneta. Da bi se sprijeila korozija, membrana se zatiuje nekom od antikorozivnih metoda. Rastojanje izmeu membrane i nastavka sa namotajima elektromagneta fabriki je podeeno i ne moe se tokom eksploatacije mijenjati. Princip funkcionisanja slualice je slijedei: Za vrijeme mirovanja, tj. dok slualica ne radi, membrana se pod uticajem magnetno polja stalnog magneta nalazi u jednom odreenom, tzv. mirnom poloaju. U tom poloaju konstantno magnetno polje stalnog magneta dri membranu privuenu do poloaja

ravnotee u kome se sila magneta izjednaava sa silom elastinih veza koje zateu membranu. Kada kroz namotaje elektromagneta potee promjenljiva govorna struja, koja predstavlja eletrini ekvivalent govora, stvara se i novo promjenljivo magnetno polje. Kada se pravci magnetnih polja stalnog magneta i govorne struje kroz elektromagnet poklapaju, onda se membrana pribliava nastavcima sa namotajima elektromagneta. Ukoliko se pravci magnetnih polja ne poklapaju, membrana se odmie od tih nastavaka. Kako se mijenja govorna struja, tako i membrana treperi, tjera na oscilovanje estice vazduha koje se nalaze u prostoru oko nje i tako proizvodi zvuni ton. To je upravo onaj ton koji odgovara elektrinim treperenjima otpremljenim posredstvom mikrofona sa drugog kraja voda. Prijemnik na slici 3.2. u opem sluaju sadri i prijemnik i korisnika, koji je u telefoniji ovjek, maina ili neki drugi objekt kojemu je poruka namjenjena.


Telekomunikacioni vodovi

4poglavlje

Dvopol je ureaj, element, naprava s jednim parom krajeva. Najpoznatiji dvopoli su otpori R, kalemovi L i kondenzatori C. Dvopoli mogu biti pasivni i aktivni, linearni i nelinearni, vremenski promjenljivi ili nepromjenljivi. Neke karakteristine parametre dvopola emo obraditi u ovom poglavlju i to sa aspekta telekomunikacija, a to znai posmatrati njihov rad u prisustvu istosmjernog i izmjeninog signala. Serijskim ili paralenim vezivanjem osnovnih dvopola dobijaju se RLC serijska ili paralelna oscilatorna kola, koja ine sastavni dio svih telekomunikacionih procesa i ureaja, o emu e posebno biti rijei. Ako se dvopoli meusobno povezuju tako da formiraju elektrinu mreu sa dva para krajeva dobili smo tzv. etvoropol. Najvanije za svaki etvoropol je poznavanje zavisnosti izmeu njegovih ulaznih i izlaznih veliina, koje odreuju parametre samog etvoropola. ta znai pojaanje i slabljenje signala i kakav matematiki aparat to potvruje bie objanjeno u ovom poglavlju. Referentni mjerni nivoi u telekomunikacijama su rezultat istraivanja osobina sistema, ureaja i prenosnih puteva. Definirane su posebno izabrane referentne vrijednosti za struju (I0), napon (U0) i snagu (P0) objedinjene u normalnom generatoru.

NAUITE NOVE POJMOVE otpor u kolu istosmjerne i izmjenine struje, kalem zavojnica u kolu istosmjerne i izmjenine struje, kondenzator u kolu istosmjerne i izmjenine struje, serijsko i paralelno oscilatorno kolo, rezonancija i antirezonancija, Q faktor dobrote, propusni opseg i selektivnost, simetrini i nesimetrini etvorpoli, dB decibel, N Neper, normalni generator.

TELEKOMUNIKACIONI VODOVI

22

4. TELEKOMUNIKACIONI VODOVIPreko elektrinih vodova su ostvarene prve savremene telekomunikacije. To se desilo 1844. godine kada je Semjuel Morze ostvario telegrafsku liniju izmeu Vaingtona i Baltimora. Neto kasnije pronaen je telefon, a poetkom dvadestog vijeka i radio. Ovaj je u izvjesnoj mjeri umanjio znaaj iinih vodova, ali je on ponovo porastao, naroito sa pronalaskom optikog voda i naglim irenjem Interneta, krajem dvadesetog vijeka. San svakog korisnika raunara je da se na Internet prikljui preko optikog voda, preko koga se podaci prenose najveom brzinom prenosa po vodovima. Ovdje obraujemo osnovne karakteristike elektrinih vodova koje, pored ostalog, treba da ukau i na bitnu razliku izmeu vodova i veine drugih elektronskih ureaja, a to je pojava prostiranja talasa. je iani vod, linija na tampanoj ploi i sl. ima odreenu otpornost i induktivnost, a dva provodnika zajedno obrazuju kondenzator odreene kapacitivnosti. Ali ove kapacitivnosti, a naroito otpornosti i induktivnosti zanemarivo su male u odnosu na kapacitivnosti kondenzatora, otpornosti otpornika i induktivnosti kalemova i drugih pasivnih elektronikih elemenata koji se koriste u kolu. Zato se za kola sastavljena od otpornosti, induktivnosti i kapacitivnosti kae da su kola sa koncentrisanim parametrima, obino u odgovarajuim komponentama. Postoje i kola kod kojih parametri nisu koncentrisani. Tipian primjer su vodovi, iji svaki dio posjeduje odreenu otpornost, induktivnost ili kapacitivnost. Vodovi su se pojavili u 19. vijeku, kada su koriteni za prenos telegrafskih signala. Tada je utvreno da se dvije paralelne bakarne ile, koje su na slici 4.1 oznaene sa A-C i B-D, ija je duina istog reda veliine kao i talasna duina signala koji se prenose, ne ponaaju kao dva obina provodnika koja spajaju izvor (predajnik) i potroa (prijemnik), ve kao jedan sistem u kome se javlja prostiranje talasa. Kasnije, kada su vodovi poeli da se koriste i u telefoniji, utvreno je da prostiranje, sa svim efektima koji tu pojavu prate, nastaje u vodovima ija je duina vea od priblino jedne desetine talasne duine signala koji se prenosi.

4.1. OSOBINE ELEKTRINIH VODOVAOscilatorna kola i filtri, kao i druga elektronska kola, kao to su pojaavai, oscilatori, ispravljai, stabilizatori itd. stvaraju se u etvoropolima sa koncentrisanim parametrima. Naime, svaki elektrini provodnik, kao to

Slika 4.1. Elektrini vod

Npr. talasna duina telefonskog signala, frekvencija 3 kHz koji se prenosi preko vazdunog voda je:

rastojanje i debljina provodnika treba da su mnogo puta manji od talasne duine. Prema tome, pod elektrinim vodom se podrazumijevaju dva elektrina provodnika ija je duina vea od desetog dijela talasne duine, a debljina provodnika i rastojanje izmeu njih mnogo puta manje od talasne duine signala koji se prenosi. Vodovi koji se koriste za prenos VF signala ponekad se nazivaju dugaki vodovi, za razliku od kratkih vodova, ija je duina mnogo puta manja od talasne duine. U to smislu, vod duine 1m je dugaak vod za signale frekvencije 100 MHz, a kratak za signale ije su frekvencije manje od 30 MHz. U telekomunikacijama se duina vodova obino izraava talasnom duinom, pa je jasno da su vodovi ija je duina /4, /2, , 2, 5 itd. dugaki vodovi.

c = = f

3 10 8

m s = 100km , 3 1 3 10 s

pa se bakarne ice koje spajaju takva dva telefonska aparata ponaaju kao dva obina elektrina provodnika ako rastojanje izmeu njih nije vee od 10 km. Ako je rastojanje vee od 10 km, ice se ponaaju kao vod pri ijem se konstruisanju primjenjuje teorija o kojoj e biti rijei u ovoj poglavlju. Danas se vodovi, osim u telefoniji i telegrafiji, primjenjuju i u mnogim drugim oblastima telekomunikacija u kojima se koriste signali mnogo veih frekvencija. Talasna duina signala ija je frekvencija 100 MHz je =3m pa se dva provodnika, preko kojih se ovi signal vodi od izvora do potroaa, ponaaju kao vod ve pri duini veoj od 30 cm. Osim toga, da bi se dva provodnika ponaala kao vod, njihovo meusobno

4.1.1. Prostiranje emt na voduKao to je ve reeno, vod ine dva provodnika na malom meusobnom rastojanju. Ova dva provodnika imaju neku aktivnu otpornost i induktivnost a zajedno obrazuju kondenzator odreene kapacitivnosti. Postoji



23

jo jedna elektrina veliina koja karakterie vod, a to je provodnost dielektrika izmeu provodnika voda. Kada se ukupna kapacitivnost voda Cv, induktivnost voda Lv, otpornost Rv i provodnost Gv podijele duinom voda l, dobijaju se, respektivno, kapacitivnost po jedinici duine C, induktivitet po jedinici duine L, otpornost po jedinici duine R i provodnost po jedinici duine G:C= Cv L R G ,L = v ,R = v , G = v . l l l l

sastoji od beskonanog broja elija sa slike 4.2a povezanih kaskadno, kao to je prikazano na slici 4.2b. Pretpostavimo da je na ulaz voda prikljuen generator izmjeninog napona, tako da izmeu taaka A i B postoji napon maksimalne vrijednosti U i krune frekvencije . Pretpostavimo, dalje, da u trenutku ukljuenja napon izmeu taaka A i B prolazi kroz maksimum. U trenutku ukljuenja svi kondenzatori su prazni (q=0), napon na njima (u=q/C) jednak je nuli i oni se ponaaju kao kratki spojevi. Kako se kao kratak spoj ponaa i prvi kondenzator prikazan na slici 4.2b, jasno je da struja poinje da tee samo kroz prvi kalem. Kako napon na prvom kondenzatoru raste, on se ponaa kao generator iji se napon poveava i stvara struju kroz drugi kalem i puni drugi kondenzator.

Ove veliine su poznate kao primarni parametri voda. Ekvivalentno kolo voda jedinine duine prikazano je na slici 4.2a. Pri analizi vodova vrlo je pogodno da se, za poetak, posmatra beskonano dugaak vod. Takav jedan vod se

Slika 4.2. Ekvivalentno kolo voda jedinine i konane duine- l

Malo kasnije, na isti nain, poinje da se, kroz trei kalem, puni trei kondenzator, pa etvrti i tako dalje. Poto svako punjenje zahtijeva odreeno vrijeme, jasno je da e napon na pojedinim kondenzatorima dostii maksimalnu vrijednost U, utoliko kasnije ukoliko je taj kondenzator dalje od poetka voda A-B. Kada bi mogao da se u jednom trenutku "zaustavi" ovaj proces prostiranja napona od poetka do kraja voda i zatim

redom izmjere naponi na kondenzatorima, utvrdilo bi se da su oni razliiti. Ako je perioda napona na ulazu T i ako bi se proces zaustavio u trenutku t=T, a to znai po isteku vremena jednog jednoj periodi od trenutka ukljuenja ulaznog napona, naponi na kondenzatorima bi bili kao na slici 4.3a.

Slika 4.3. Raspodjela napona du voda: a) po isteku vremena t=T, b) po isteku vremena t=T+t

Iz oblika ovog dijagrama se vidi zato se kae napon i struja (jer i ona ima takav oblik du prostiru kroz vod u obliku talasa. Samu sliku razumjeti na sljedei nain. Prije svega zapazimoTelekomunikacije za 3. razred elektrotehnike kole

da se voda) treba da na

apscisi nije naneseno vrijeme ve rastojanje od poetka voda, duina d. Kako slika vai za trenutak po isteku vremena jedog jednoj periodi, napon izmeu taaka A i B ponovo je u maksimumu. Napon na kondenzatoru koji se


24

nalazi na rastojanju d1, od poetka voda je U1, na kondenzatoru koji se nalazi na rastojanju d2 je U2, na kondenzatoru na rastojanju d3 je nula itd. Rastojanje x koje talas pree za neko vrijeme t jednako je proizvodu tog vremena i brzine prostiranja v: x=vt Brzina prostiranja talasa je data izrazom:

Vremensko-prostorna slika prostiranja talasa du voda moe da se uradi ako se zamisli da talas na slici 4.3a "izvire" iz vertikalne ose i da se neprekidno kree u desno, pri emu se napon "izvora" mijenja po sinusoidalnom zakonu, kako je prikazano na slici 4.4.

4.1.2. Karakteristina impedansa vodaKada se na ulaz voda na slici 4.2b dovede izmjenini napon, u vodu se javljaju talas napona i talas struje, kako je ve objanjeno. Kako je vod beskonano dugaak, ne postavlja se pitanje ta se dogaa sa talasima kada stignu do kraja voda. U tom sluaju odnos napona i struje na bilo kom rastojanju od poetka voda je isti kao i odnos ulaznog napona i ulazne struje. Ta veliina, karakteristina za svaki vod naziva se karakteristina impedansa. Prema ekvivalentnoj emi voda datoj na slici 4.2b nije teko da se zakljui da e, pri konstantnom ulaznom naponu, struja koju generator stvara u vodu biti utoliko vea ukoliko su induktivnost i otpornost voda manji, odnosno ukoliko su kapacitivnost i povodnost vei, pa zavisnost karakteristine impedanse od parametara vodamoe da se napie u obliku : ZC = R + jL G + jC

v=

1 LC

,

u kome su L i C poduna induktivnost i kapacitivnost. Kada se u ovaj izraz unesu izrazi za podunu kapacitivnost i podunu induktivnost voda koji se sastoji od dva paralelna provodnika, dobija se: v= 3 10 8 m , r r s

gdje je: r - relativna dijelektrina konstanta, r - relativna magnetna permeabilnost izolatora izmeu provodnika. Za sluaj vazdunog voda r=1 i r=1, pa je brzina prostiranja jednaka brzini svjetlosti, tj. v=c. Brzinu prostiranja ne treba mijeati sa brzinom elektrona koji se kreu pri prostiranju talasa. Njihova brzina je mnogo puta manja. Situacija je slina kao u sluaju nekog vrlo dugakog zategnutog lanca sastavljenog od metalnih karika. Kada se prva karika povue, poslije izvijesnog vremena, koji zavisi od elastinosti i mase karika, pomijerie se i posljednja karika lanca. Ovo vrijeme je vrlo kratko, to znai da je brzina prostiranja impulsa sile vrlo velika, mada je brzina karika veoma mala. Na slici 4.3a prikazana je raspodjela napona du voda u trenutku t=T. U trenutku T+t, odnosno kad protekne jo neko vrijeme, oznaeno sa t, raspored napona du voda je kao na slici 4.3b. Za vrijeme t talas je preao dio puta vt i stigao do dijela voda koji se nalazi na rastojanju x1=v(t+t) od poetka voda.

Na radio frekvencijama, na kojima radi veina telekomunikacionih sistema je tako veliko da R moe da se zanemari u odnosu na jL, a G u odnosu na j C. U tom sluaju izraz za karakteristinu impedansu dobija oblik :ZC = L C

Kako je :L 1 = jL = XL X C = R 2 , C jC

onda je karakteristina impedansa realna, tj. ZC=R,, pa su napon i struja u fazi. To, naravno, vai samo na visokim frekvencijaima. Na niim frekvencijaima na kojima rade telefonski i telegrafski sistem, R i G nise zanemarivi pa je tada obavezno koritenje kompletnog obrasca za ZC. Karakteristina impedansa vodova sastavljenih od dva jednaka paralelna provodnika obino je nekoliko stotina oma. Poveanje prenika provodnika i/ili smanjenje rastojanja meu njima, izaziva poveanje kapaciteta C i smanjenje induktivnosti L, pa se tada smanjuje i veliina karakteristine impedanse. Samo po sebi je jasno da se u praksi nikada ne koriste beskonano dugi vodovi. Ali, kada se na izlaz stvarnog voda prikljui potroa ija je otpornost jednaka ZC, kao to je prikazano na slici 4.5, sva snaga koju kroz vod nosi talas bie apsorbovana od optereenja i nee biti nikakvog vraanja energije prema generatoru.

Slika 4.4. Kretanje talasa napona du voda

Zavisnost napona izmeu provodnika voda od vremena, na bilo kom rastojanju od poetka voda, je ista kao i izmeu taaka A i B. Ako je, dakle, na ulazu napon u obliku sinusoidne, takvog oblika je i napon na bilo kom rastojanju od poetka. Bitna razlika izmeu ova dva napona je u tome to napon na ulazu vremenski prednjai za vrijeme jednako vremenu prostiranja.



25

Slika 4.5. Vod zatvoren karakteristinom impedansom

Poto talas odlazi od izvora ka potroau, a nita se ne vraa ka generatoru, jasno je da se vod zatvoren svojom karakteristinom impedansom ponaa kao beskonano dugi vod. Ulazna otpornost voda je vrlo vana veliina jer od nje zavisi koliku e snagu generator predati vodu. Ulazna otpornost voda zatvorenog karakteristinom impedansom jednaka je karakteristinoj impedansi : Zul=ZC Snaga koju neki generator predaje potroau zavisi od veliine otpornosti potroaa i unutranje otpornosti generatora. Ta snaga je maksimalna kada su ove dvije otpornosti jedake, i tada se kae da je ostvareno prilagoenje po snazi. U sluaju voda prikazanog na slici 4.5, prilagoenje po snazi, a to znai maksimalni prenos energije od izvora do potroaa, ostvareno je kada je unutranja otpornost izvora jednak ulaznoj otpornosti voda, odnosno njegovoj karakteristinoj impedansi. U svim vodovima postoje izvjesni gubici energije, pa amplitude napona i struje postaju sve manje pri poveanju rastojanja od generatora. Drugim rijeima, talas biva oslabljen du voda. Gubici u vodu su posljedica razliitih uticaja:-

biva reflektovana jer jednostavno reeno, nema ko da je potroi a nemoe ni da se kree dalje. Tako direktni talas koji stie od genratora biva odbijen i putuje ka generatoru, pa u vodu postoje dva talasa: direktni, koji putuje od generatora ka kraju voda, i reflektovan, koji putuje u suprotnom smijeru, do kraja voda ka generatoru. Fiziko objanjenje pojave reflektovanog talasa je slijedee: pod dejstvom direktnog talasa, u krajnjim takama provodnika voda dolazi do akumulacije naelektrisanja. Potencijalna razlika ovih naelektrisanja se ponaa kao generator koji proizvodi novi talas (to je reflektovani talas) koji se prostire od kraja voda ka njegovom poetku. Ako se zanemare gubici, energija koju nosi reflektovani talas jednaka je energiji koju nosi direktni talas, pa su amplitude direktnog talasa napona i odbijenog talasa napona jednake, to vai i za talase struje. Na slici 4.6b prikazani su oblici direktnog i reflektovanog talasa napona. Naravno, to je vremenski zaustavljena slika, ona vai samo u jednom trenutku, onom u kome je oblinja amplituda direktnog talasa na rastojanju /8 od ulaza voda. Ovaj talas je nastavljen isprekidanom linijom koja pokazuje njegov oblik koji bi imao da je vod vee duine. Odbijeni talas se crta kao slika u ogledalu te isprekidane linije u odnosu na vertikalnu ravan kroz kraj voda. Punom linijom na ovoj slici prikazan je rezultantni talas, tj. talas koji se dobija sabiranjem direktnog i reflektovanog talasa. To je stojei talas. Naziv je dobio po tome to se on ne pomjera. Taka C1 i C2 u kojima je njegova vrijednost jednaka nuli su tzv. vorovi talasa i take A1 i A2 u kojima je maksimalan su tzv. trbusi talasa i ne pomjeraju se tokom vremena. Poto se direktni i odbijeni talas neprekidno kreu, prvi slijeva nadesno, drugi sdesna ulijevo, jasno je da se tokom vremena neprekidno mijenja i amplituda stojeeg talasa. To je ilustrovano slikom 4.6b, koja prikazuje raspodjelu napona du otvorenog voda za razliite trenutke vremena tokom jedne pouperiode. Na samom poetku te poluperiode, raspored napona na vodu je predstavljen krivom linijom 1. Po isteku vremena jednakog jednoj estini poluperiode, raspored je kao to pokazuje kriva 2, po isteku jo jedne estine - kriva 3 i po isteku slijedee estine - napon u svim takama voda je jednak nuli, "kriva" 4. Poslije toga, po isteku etvrte, pete i este estine poluperiode, napon na vodu prikazuje krive 5, 6 i 7, respektivno. Izmeu svake dvije naspramne take du voda napon se mijenja kao sinusoidalna funkcija tokom vremena, sa amplitudom koja zavisi od rastojanja od poetka voda. Amplituda je najvea izmeu taaka koje se nalaze u trbusima, a jednaka nuli izmeu taaka koje odgovaraju vorovima.

provodnici se griju pod dejstvom struje, izolator izmeu provodnika se grije pod dejstvom promjenljivog elektrinog polja, izvjesna koliina energije biva emitovana u obliku elektromagnetnih talasa, ako je dovedeni napon visok javlja se "curenje" u okolnom prostoru (efekat korone) itd.

Gubici u dobro konstruisanom vodu u kome nema refleksije su vrlo mali, ak i u relativno dugim vodovima oni su u granicama od 5% do 20%, pa mogu da se zanemare pri teorijskim razmatranjima.

4.1.3. Stojei talasProstiranje talasa napona i talasa struje u pravcu od geneatora ka potroau postoji samo ako je potroa aktivna otpornost jednaka karakteristinoj impedansi voda. Pri bilo kojoj drugoj vrijednosti otpornosti potroaa u vodu se javljaju prelazni procesi. Posmatrajmo ta se deava u tzv. otvorenom vodu, tj. u vodu na koji nije prikljuen nikakav potroa. Poto nema potroaa, sva enrgija koja stie do kraja voda



26

U ostalim takama amplituda je izmeu ove dvije

vrijednosti.

Slika 4.6. a) nastanak stojeeg talasa, b) trenutne veliine napona stojeeg talasa du voda

Sve to je do sada reeno za talas napona vai i za talas struje. Jedina razlika je u tome da struja mijenja polaritet u taki odbijanja. Naime, kad elektroni u pokretu (koji predstavljaju direktni talas struje) naiu na prekid, ne mogu da se kreu u istom smijru i dalje, pa nastavljaju da se kreu u suprotnom smijeru. Zbog toga se u taki prekida elektroni odbijenog talasa kreu u suprotnom smjeru od elektrona direktnog talasa i ukupna struja u taki prekida jednaka je nuli. Raspored napona i struja du voda u jednom trenutku prikazan je na slici 4.7.

Kao to se vidi, vorovi struje se nalaze u takama u kojima su trbusi napona, a trbusi struje su u takama u kojima su vorovi napona. Slike 4.6 i 4.7 ilustruju pojave u otvorenom vodu duine 3/4. Za vodove vee duine ove slike treba produiti udesno. Prema slici 4.2 idealni otvoreni vod se sastoji od kondezatora i kalemova, to navodi na ideju da se on ponaa kao oscilatorno kolo. To je tano. Idealni vod ne troi energiju iz generatora, a stojei talasi napona i struje su poslijedica oscilovanja energije. Pomou slike 4.7 mogue je napraviti sliku slinu slici 4.6b na kojoj bi bila familija krivih linija koje bi predstavljale raspored struje du voda tokom jedne poluperiode. Poreenjem te slike i slike 4.6a se moe zakljuilo da su struja i napon u bilo kojoj taki voda fazno pomjereni za 90, kao u oscilatornom kolu. Naime, u trenutku koji odgovara liniji 4 na slici 4.6a (napon du vodajednak je nuli) struja je maksimalna, a u trenucima kojima odgovara kriva 7 ili 1, struja du voda jednaka je nuli. Kada je napon maksimalan, cjelokupna energija voda je u elektrinom polju izmeu njegovih provodnika, a kada je struja maksimalna, cjelokupna energija je u magnetnom polju oko provodnika. Na kraju pogledajmo jedan praktian primjer.

Slika 4.7. Raspored talasa napona i talasa struje du voda



27

Slika 4.8. - Amplitude stojeeg talasa

Na slici 4.8 je prikazan zrani vod koji se sastoji od dvije paralelne bakarne ice na meusobnom rastojanju D=100 mm. Prenik ica je d=1 mm a duina l=7,5mm. Na ulaz voda je prikljuen generator (SG) koji stvara sinusoidalni VF napon frekvencije f=50MHz. Amplituda ovog napona je U=2V. Poto je u pitanju vazduni vod, brzina prostiranja talasa u njemu je c=3108 m/s, pa je njegova talasna duina

VF napon frekvencije 50MHz, ija amplituda zavisi od rastojanja tih taaka od poetka voda. Ako bi umjesto osciloskopa koristili LED - diodu, jaina svijetlosti koju ona emituje bi se mijenjala dok je pomijeramo du voda, i na po pet mjesta jaina svijetlosti bi bila ista. U takama u kojima su trbusi stojeeg napona, ona bi svijetlila najjae, a u takama u kojima su vorovi - bila bi ugaena. Malu zabunu moe da izazove injenica da je amplituda napona na samom poetku voda, tamo gdje je prikljuen SG, jednaka nuli. Kao to je ve reeno, u svim takama du voda postoje dva napona, jedan koji stvara direktni talas (njega stvara SG) i drugi koji stvara reflektovani talas. Njegovim sabiranjem dobija se stojei talas. Na poetku voda (kao i druga dva vora) ova dva napona su jednakih veliina ali suprotnih faza, pa je ukupni napon jednak nuli.

=

c 3 10 8 m s = = 6m f 50 10 6 Hz

Na izlaznim prikljucima voda nije prikljuen nikakav potroa i dolazi do refleksije, pa u vodu imamo dva talasa: direktni i reflektivni. Njihovim sabiranjem dobije se stojei talas. Vod na slici 4.8 je dui od voda na slici 4.6a pa stojei talas ima tri trbuha i tri vora napona. Kad bi vod bio dui, broj trbuha i vorova bi bio jo vei. Ovaj broj bi bio vei i za istu duinu voda ako bi se poveala frekvencija SG. Ako izmeu taaka A i A', koje se nalaze na rastojanju 50cm od poetka voda, prikljuimo osciloskop, na ekranu e se vidjeti prostoperiodian napon, istog oblika kao i napon koji stvara SG. Prema slici 4.8, amplituda ovog napona je UA=1,6V. Kad se sonde osciloskopa pomjere u take B-B', 1m od poetka voda, na ekranu se opet vidi prostoperiodian napon ali sada sa amplitudom UB=2,6V. Kad sonde pomjerimo u take C-C' na ekranu je prostoperiodian napon najvee amplitide, UC=2,8V. Pri daljnjem pomjeranju sondi, amplituda izmjeninog napona koji se vidi na ekranu se smanjuje i kada se sonde prikljue izmeu taaka D-D' napona nema tj. ima ga ali mu je amplituda jednaka nuli. Pri daljnjem pomjeranju sondi udesno, amplituda napona se poveava i kad sonde stavimo u take koje su od poetka voda udaljene 3,5m, amplituda je ista kao i izmeu taaka A-A' UA=1,6V. Istu toliku amplitudu, napon ima i izmeu taaka koje su na rastojanju od 6,5m od poetka voda. Slina stvar je i sa amplitudama i u ostalim takama du voda: svi naponi, izuzev napona u vorovima i trbusima, imaju iste amplitude u po pet taaka voda. Opisano stanje se ne mijenja tokom vremena. Znai, du voda postoji nepokretan talas, otuda mu i ime - stojei talas, a izmeu naspramnih taaka du voda postoji izmjeniniTelekomunikacije za 3. razred elektrotehnike kole

4.1.4. Ulazna impedansa otvorenog i kratkospojenog vodaPogledajmo sada kako ulazna impedansa otvorenog i kratko spojenog voda zavisi od duine voda, to ima veliki znaaj pri primjeni vodova u telekomunikacionim ureajima. Zavisnost je prikazana na slikama 4.9 i 4.10.

Slika 4.9. Zavisnost ulazne impedanse od duine voda


28

jednakom i na kraju voda, napon stalno jednak nuli. Izmeu tri para taaka, na rastojanju jednakim /4, 3 /4 i 5 /4 postoji izmjenini napon frekvencije f=c/ , maksimalne efektivne veliine, koja u konkretnom primjeru iznosi Ueff=3V. Izmeu ostalih naspramnih taaka du voda postoje izmjenini naponi ija efektivna veliina manja od maksimalne vrijednosti 3V. Tako je npr. izmeu naspramnih taaka na provodnicima voda, koje se nalaze na rastojanju d1 od poetka voda, postoji izmjenini napon efektivne vrijednosti 2 V. Kada se na kraju istog voda nalazi potroa ija je otpornost RZC na kraju voda, kao na slici 4.11d, dio energije apsorbuje potroa a dio se vraa, pa nastaje situacija slina onoj na slici 4.11b. Bitna razlika je u tome to su minimumi i maksimumi napona zamijenili mjesta. Na posljednjoj slici 4.11e prikazan je raspored napona du otvorenog voda. Sva energija direktnog talasa se vraa i u vodu se javlja stojei talas. Potrebno je napomenuti da u sluajevima kada je otpornost potroaa RZC, ulazna impedansa nije isto otpornog karaktera ve ima i odreenu reaktivnu komponentu. Ulazna imprdansa u ovakvim sluajevima moe da bude ista otpornost samo samo ako je duina voda jednaka cijelom broju /4 jer je tada vod u rezonanciji. Kada je optereenje voda kondanzator ili kalem, u vodu se takoe uspostavlja stojei talas jer reaktivno optereenje ne troi energiju. Najkompleksniji sluaj se javlja kada je vod zatvoren impedansom, koji ima i aktivnu i reaktivnu komponentu. U tom sluaju u vodu, slino kao na slikama 4.11b ili 4.11d, postoje i stojei i progresivni talas. To je posljedica postojanja reaktanse na izlazu kao i razlike u veliini otporne komponente impedanse i karakteristine impedanse voda.

Slika 4.10. Zavisnost ulazne impedanse od duine voda koji je kratko spojen

Kod vodova ija je duina manja od etvrtine talasne duine signala iz generatora, slika 4.9a, dominantan je uticaj kapacitivnosti voda i ulazna impedansa je kapacitivna i to znai da se vod ponaa kao kondenzator. Kada je duina voda jednaka /4, takav vod se naziva etvrttalasni vod, kao na slici 4.9b i vod se ponaa kao jedno serijsko oscilatorno kolo u rezonanciji, pa mu je ulazna impedansa jednaka nuli. Tanije, ulazna impedansa je minimalna, jer vod svakako ima gubitke. Pri duinama voda koje su vee od /4, a manje od /2 ulazna impedansa je induktivna, kao na slici 4.9c. Polutalasni vod, kao na slici 4.9d se ponaa kao paralelno oscilatorno kolo, pa mu je ulazna impedansa beskonano velika, odnosno vrlo velika. Stojei talasi se javljaju i vodu iji je izlaz kratko spojen. Objanjenja su vrlo slina kao i sluaju otvorenog voda, a bitna razlika je u tome to je na kraju voda uvijek vor napona a ne struje, to je, naravno, posljedica kratkog spoja. Za njihovu praktinu primjenu takoe je vrlo znaajna zavisnost ulazne impedanse od duine voda. Ona je prikazana na slici 4.10 a tumai se kao i slika 4.9.

4.1.5. Talasi napona u vodovimaNa slici 4.11 su prikazani svi tipini sluajevi prostiranja talasa u vodu. Naponi su prikazani preko svojih efektivnih veliina a ne, kao ranije, preko amplituda. To je pogodnije za crtanje jer efektivna vrijednost ne mijenja polaritet a, pored toga, to su i vrijednosti napona koje se mogu proitati na voltmetru prikljuenom u raznim takama du voda. Na slici 4.11a je raspored napona du kratkospojenog voda. Stojei talas du voda ima etiri vora u kojima je efektivna vrijednost napona jednaka nuli i tri trbuha u kojima je efektivna vrijednost napona 3 V. To znai da je izmeu etiri para naspramnih taaka na vodu, na poetku voda, na rastojanju jednakom /2, na rastojanjuTelekomunikacije za 3. razred elektrotehnike kole


29

Slika 4.11. Prostiranje talasa du voda na ijem je kraju: a) kratak spoj, b) potroa ija je otpornost manja od ZC, c) potroa ija je otpornost jednaka ZC, d) potroa ija je otpornost vea od ZC, d) otvoreno kolo

4.2. KOMINIKACIONI VODOVITelekomunikacioni vod je sistem od jednog ili vie metalnih vodia koji slue za prenos poruka (koje mogu da sadre odreenu kolinu informacija) pomou elektrinih signala. Telekomunikaciona linija je skup vie telekomunikacionih vodova koji su na odreeni nain povezani u cjelini.

4.2.1. Podjela vodovaTelekomunikacione vodove dijelimo prema razliitim kriterijima: A) Prema sistemu veza koje se po vodovima realiziraju razlikujemo: jednoine, dvoine i etveroine vodove (slika.4.12).

Slika. 4.12. Sistemi veza: a) jednoini vod, b) dvoini vod, c) etveroini vod Telekomunikacije za 3. razred elektrotehnike kole


30

B) Prema simetriji vodova u odnosu na zemlju ili masu razlikujemo: nesimetrine i simetrine vodove (slika 4.13).

C) Prema konstrukciji vodova razlikujemo: gole vodove, izolirane vodove i kablove (slika 4.14). D) Prema namjeni vodova razlikujemo: a) b) c) d) e) f) telegrafske vodove; telefonske vodove; radio-vodove; televizijske vodove; signalne vodove; vodove za prijem podataka.

a)

b)

Slika. 4.13. a) nesimetrini vod, b) simetrini vod

Kvalitet prenosa podatak po telekomunikacionom vodu u prvom redu zavisi od osnovnih elektrinih karakteristika voda, dakle od otpora, induktivititeta, kapaciteta i provodnosti izolacije. Telekomunikacioni vod moe se prikazati ekvivalentnom vezom elemenata koji zamjenjuju pojedine osnovne elektrine karakteristike voda. Razlika je jedino u tome, to su u ekvivalentnoj vezi telekomunikacionog voda elementi koncentrisani, dok su na stvarnom telekomunikacionom vodu jednoliko rasporeeni po cijeloj njegovoj duini (sliku 4.15 uporedi sa slikom 4.2).

a)

b)

c)

Slika 4.14. a) goli vod ila, b) izolirani vod, c) kabl

Slika. 4.15. Ekvivalentna ema: a) nesimetrinog voda i b) simetrinog vod

Dobra strana simetrinih vodova je prostija konstrukcija a u nekim sluajevima, na primjer, kada se koriste za napajanje simetrinih antena, prednost je njihova simetrinost. Njihov glavni nedostatak je u tome to zrae i primaje elektromagnetnu energiju. Naime. oni se ponaaju kao radio - antene u kojima se, pod dejstvom elektromagnetnih polja koje stvaraju razni izvori smetnji, indukuju naponi koji ometaju normalan rad. Isto tako, kada se kroz simetrine vodove vri prenos, oni se ponaaju kao emisione antene i stvaraju elektromagnetna polja koja ometaju rad drugih okolnih ureaja. Ovaj tzv. antenski efekat ne postoji kod koaksijalnih kablova jer elektromagnetno polje koje se javlja izmeu provodnika ostaje u unutranjosti. S druge strane, koaksijalvi kablovi su komplikovaniji i skuplji. Nekoliko vrsta elektrinih vodova koji se koriste u praksi prikazano je na slikama 4.16 4.19. Na slici 4.16 prikazan je simetrini dvoini zrani vod. Prenik provodnika d i rastojanje izmeu njihovih osa D zavisi od snage koju treba prenijeti preko voda od izvora do potroaa, kao i od potrebne vrijednosti karakteristine impedanse ZC, koja se kod ove vrste vodova nalazi u granicama 300800 .

Slika 4.16. Simetrini vazduni i simetrini plastini vod

Slika 4.17. Koaksijalni kablovi: 1 unutranji provodnik, 2 izolator, 3 spoljnji provodnik u obliku mree, 4 izolator



31

koaksijalnog kabla. Ovi gubici mogu da se smanje tako to se srednji provodnik odrava u svom poloaju pomou nanizanih keramikih odstojnika. ZC koaksijalnog kabla se rauna po obrascu :D Z c = 138 log [] , d gdje je: D - unutranji prenik spoljanjeg provodnika, d - prenik unutranjeg provodnika.

Slika 4.18. Dvoini trakasti vod za prenos velikih i manjih snaga

U praksi se koriste koaksijalni kablovi sa ZC=40150. Pri prenosu vrlo velikih snaga, dvoini vod se konstruie u obliku dvije metalne trake smijetene u vrstu metalnu cijev, kao na slici 4.18. Za prenos relativno malih snaga mogu se koristiti i dvije upletene izolovane ice, kao na slici 4.18.Slika 4.19. Vod iji je jedan provodnik uzemljen

Veliina karakteristine impedanse, za dato rastojanje D i prenik provodnika d, moe da se izrauna pomou dijagrama na slici 4.20. Atmosferske prilike (kia, snijeg, led i slino) veoma utiu na rad zranih vodova. Ipak, i pri vrlo loim uslovima gubici su zanemarljivi ako u vodu postoji samo progresivni talas. Meutim, ako u vodu postoji stojei talas, gubici postaju viestruko vei i o njima mora da se vodi rauna. Simetrini vod sa slike 4.16. koji se sastoji od dva ista provodnika zatopljena u plastinu izolacionu masu ima ZC=50300, to ga ini vrlo podesnim za vezu izmeu prijemnika i predajnika sa dipol - antenom. Ovaj vod je neosjetljiv na atmosferske smetnje i lako se montira. Njegov najvei nedostatak, u odnosu na zrani vod, jeste vee slabljenje koje je posljedica velikih gubitaka u dielektriku.

ZC=5080, a glavni nedostatak su im veliki gubici u materijalu kojim su ice izolovane. U nekim sluajevima, kada su i jedan kraj izvora i jedan kraj potroaa uzemljeni, pogodno je da jedan provodnik bude zakopan u zemlju, kao na slici 4.19. ili da se zemlja koristi kao drugi provodnik, kao to je bio sluaj u prvim telegrafskim vodovima. Ovaj vod je nesimetrian a uteda u materijalu ide na raun poveanja gubitka. U svim do sada opisanim vodovima nosilac elektrinih signala koji su ekvivalent neke poruke je VF elektrina struja, odnosno napon, koji se, u obliku talasa, prostiru kroz vod. U savremenim telekomunikacijama sve vie se koriste i optiki vodovi, kroz koje informaciju prenosi svjetlost, kako je prikazano na slci 4.21. Optiki vod je vlakno u obliku tanke ice, krunog presjeka, napravljenog od potpuno providne plastine mase. Na vlaknu su naneseni tanak sloj srebra pa sloj boje i, na kraju, deblji sloj gume ili neke druge izolacione mase koja titi kabl od mehanikih oteenja. Kao ilustracija praktine primjene optikih vodova, na slici 4.21 je prikazan uproten primjer prenosa prethodno digitaliziranih podataka. Podaci koji se prenose su u obliku signala u1 To je, kao to je prikazano u donjem lijevom uglu povorka impulsa koju stvara generator G. (npr. povorka impulsa na serijskom portu raunara). Kroz otpornik R1 i LED diodu tee impulsna struja istog oblika kao to je napon u1, pa dioda stvara iste takve svjetlosne impulse. Svjetlost koju stvara dioda se, pomou optikih soiva fokusira i usmjerava u unutranjost optikog vlakna. Dalje, svjetlost nastavlja da se kree kroz vlakno odbijajui se o njihove zidove, kao od ogledala napravljenog od srebra. Na mjestu prijema, svjetlost se, pom

telekomunikacija iii

Documents