Loading...
EMI quiz on METAMATERIALS
Quiz by Mikhail Odit
Customize this quiz to suit your class
Instantly translate to 100+ languages
Tag the questions with any skills you have. Your dashboard will track each student's mastery of each skill.
Give this quiz to my class
Rev Quiz 1 on Magnetism, EM and EMI(Other school papers)EMIEMI sixième révision généraleBackground knowledge in EMICablul cu fibră optică a devenit foarte popular pentru interconectarea echipamentelor de rețea. Aceasta permite transmiterea datelor pe distanțe mari și la lățimi de bandă mai mari față de orice alt mediu de rețea. Fibra optică este flexibilă, da extrem de subțire și transparentă din dioxid de siliciu, nu este mai mare decât un fir de păr uman. Biții sunt codificați pe fibră sub formă de impulsuri de lumină. Cablul cu fibră optică se comportă ca un ghid de unde sau “light pipe”, pentru a transmite lumina între cele două capete cu pierderea minimă a semnalului. Analogic, gandiți-vă la cartonul unei role de hartie, având interiorul căptușit cu o oglindă și lungime de o mie de metri, și un dispozitiv laser care este utilizat pentru a trimite semnale codate, folosind codul Morse, cu viteza luminii. Cam așa funcționează un cablu cu firbă optică, cu excepția faptului că este mai mic în diametru și folosește emiterea sofisticată de lumină și tehnologii de primire. Spre deosebire de firele din cupru, cablul cu fibră optică poate transmite semnale cu mai puțină atenuare și este complet imun la EMI și RFI. Cablarea cu firbă optică este acum utilizată în patru tipuri de industrii: • Rețele ale Companiei:Fibra este utilizată pentru aplicațiile de cablare pentru backbone și interconectarea echipamentelor de infrastructură. • Rețele de Acces și FTTHFiber-to-the-home (FTTH) este utilizat pentru a asigura servicii permanente de broadbant pentru companiile mici și locuințe. FTTH suportă viteze mari de acces la Internet la prețuri accesibile, dar și telemedicină și streaming video. • Rețele Long-HaulProviderii de internet utilizează rețele pe bază de fibră optică terestră pentru a interconecta țări și orașe. De obicei, rețelele cuprind de la o duzină la câteva mii de km și folosesc sisteme de până la 10 Gb/s. • Rețele SubmarineCablurile cu fibră specială sunt utilizate pentru a asigura o viteză crescută fiabilă, soluții de capacitate mare capabile să supraviețuiască în medii dure submarine pe distanțe transoceanice. Scopul nostru este utilizarea fibrei în cadrul companiilor. Proiectarea cablului cu mediu din fibră Deși o fibră optică este foarte subțire, este compusă din două tipuri de geam și dintr-un înveliș de protecție extern. Acestea sunt: • NucleuConstă în geam pur și este partea din fibră prin care trece lumina. • ÎnvelişGeamul care înconjoară nucleul și se comportă ca o oglindă. Impulsurile de lumină se propagă pe nucleu în timp ce învelișur le reflectă. Astfel se păstrează impulsurile de lumină din nucleul fibrei într-un fenomen cunoscut ca reflexie totală internă. • IzolaţieDe obicei, o izolație din PVC protejează nucelul și învelișul. Poate conține și materiale de întărire și un înveliș al cărui scop este să protejeze geamul împotriva umezelii și a zgârieturilor. Deși este sensibil la îndoiri sub unghi ascuțit, proprietățile miezului și ale armăturii au fost modificate la nivel molecular pentru a le face foarte rezistente. Fibra optică este testată printr-un proces de fabricație riguros la o forță de minimum 100,000 livre pe inci pătrat. Fibra optică este suficient de durabilă pentru a rezista în timpul instalării și dezvoltării în condiții de mediu dure din rețelele din întreaga lume. Tipuri de Mediu din Fibră Impulsurile de lumină care reprezintă datele transmise sub formă de biți în mediu sunt generate de: • Lasere • Diode Emițătoare de Lumină (LED-uri) Dispozitivele electronice semiconductoare numite fotodiode detectează pulsurile de lumină și le transformă în tensiuni ce pot fi reconstruite în frame-uri de date. Notă:Lumina laser transmisă în cablarea cu fibră optică poate afecta ochiul uman. Trebuie să evitați să priviți în capătul unei fibre optice active. Cablurile cu fibră optică pot fi clasificate în două tipuri: • Fibră single-mode (SMF)Constă într-un nucleu foarte mic și folosește tehnologie laser scumpă pentru a trimite o singură rază de lumină. Este utilizată de obicei pe distanțe lungi care se întind pe sute de km precum telefonie pe distanțe mari și aplicații TV prin cablu. • Fibră multimode (MMF)Constă într-un nucleu mare și folosește emițătoare LED pentru a trimite impulsuri de lumină. Lumina dintr-un LED intră în fibra multimode în unghiuri diferite. Este utilizată în LAN-uri deoarece pot fi pornire prin LED-uri ieftine. Asigură lățime de bandă până la 10 Gb/s pe distanțe de până la 550 metri. Figura 1 și 2 evidențiază caracteristicile celor două tipuri de fibră. Una dintre diferențe este cantitatea de dispersie. Dispersia se referă la împrăștierea unui impuls de lumină pe o durată de timp. Cu cât este mai mare dispersia, cu atât este mai mare pierderea de putere a semnalului.Există trei tipuri principale ale mediului de cupru utilizat în rețelistică: • Unshielded Twisted-Pair (UTP) - Torsadat neecranat • Shielded Twisted-Pair (STP) - Torsadat Ecranat • Coaxial Aceste cabluri coaxiale sunt utilizate pentru a interconecta nodurile într-un LAN sau echipamentele de infrastructură precum switchuri, routere și puncte de acces wireless. Fiecare tip de conexiune și echipamentele însoțitoare au cerințe de cablare stipulate de standardele layer-ului fizic. Standardele layer-ului fizic specifică utilizarea diferiților conectori. Aceste standarde specifică dimensiunile mecanice ale conectorilor și proprietățile electrice acceptabile pentru fiecare tip. Mediile de rețea folosesc mufe modulare pentru a asigura o conectare și deconectare facilă. De asemenea, poate fi utilizat un singur tip de conector fizic pentru mai multe tipuri de conexiuni. De exemplu, conectorul RJ-45 este utilizat în întreaga lume în LAN-uri cu un tip de mediu și în unele WAN-uri cu un alt tip de mediu. Cablu Torsadat Neecranat Cablarea UTP este mediul cel mai utilizat din rețelistică. Cablarea UTP, terminată cu conectorii RJ-45 este utilizată pentru interconectarea hosturilor din rețea cu echipamente de rețelistică intermediare, precum switchuri și routere. În LAN-uri, cablul UTP constă în patru perechi de fire codate cu culori care au fost înfășurate împreună iar apoi puse într-un înveliș flexibil de plastic care protejează împotriva deteriorărilor fizice minore. Înfășurarea firelor ajută la protecția împotriva interferenței semnalului de la celelalte fire. Așa cum se vede în figură, codurile de culoare identifică perechile individuale și firele din perechi și ajută la terminarea cablului. Cablu Torsadat Ecranat (STP) Acestea asigură o protecție mai bună împotriva zgomotului decât cablarea UTP. În orice caz, comparat cu cablul UTP,cablul STP este mult mai scump și mai dificil de instalat. Ca și cablul UTP, STP folosește un conector RJ-45. Cablul STP combină tehnicile de protecție pentru a contracara EMI și RFI și torsadarea cablurilor pentru a contracara crosstalk-ul. Pentru a beneficia în totalitate de protecție, cablurile STP sunt mufate cu conectori de date STP speciali. În cazul în care cablul nu este împământat corect, ecranarea va acționa ca o antenă și va recepționa semnale nedorite. Există mai multe tipuri diferite de cabluri STP cu caracteristici diferite. În orice caz, există două tipuri de STP: • Cablul STP protejează întregul pachet de fire cu folie, eliminând toată interferența într-o manieră virtuală (cea mai obișnuită). • Cablul STP protejează întregul pachet de fire cu folie, dar și firele individuale cu folie, eliminând toată interferența. Cablul STP arătat folosește patru perechi de fire, fiecare împachetată într-o folie, care este apoi împachetată într-o altă folie metalică. Pentru mulți ani, STP a fost structura de cablare specificată pentru utilizarea în instalațiile de rețea Token Ring. Având în vedere declinul observat pentru Token Ring, cererea pentru cablarea torsadată ecranată a scăzut. În orice caz, noul standard GB pentru Ethernet are o clauză pentru utilizarea cablării STP care furnizează un interes reînnoit pentru cablarea torsadată ecranată. Cablu coaxial Cablul coaxial (coax) își are numele din faptul că are doi conductori care împart aceeași axă. Așa cum se arată în figură, cablul coaxial constă în: • Un conductor din cupru utilizat pentru a transmite semnale electronice. • Conductorul din cupru este înconjurat de un layer din izolație din material plastic. • Materialul de izolare este înconjurat cu o împletitură din cupru sau folie metalică ce se comportă ca un al doilea fir în circuit și ca un scut pentru conductorul intern. Acest layer secundar sau scut reduce și cantitatea de interferență electromagnetică exterioară. • Întregul cablu este acoperit de un înveliș pentru a îl proteja împotriva deteriorărilor fizice minore. Notă:Există tipuri diferite de conectori utilizate cu cablul coaxial. Cablul coaxial a fost utilizat de obicei în televiziunea prin cablu capabilă să transmită într-o singură direcție. A fost utilizată intens și în instalările Ethernet. Deși cablul UTP a înlocuit cablul coaxial în instalările moderne de Ethernet, design-ul cablului coaxial a fost adaptat pentru utilizarea la: • Instalări wirelessCablurile coaxiale atașează antene la echipamentele wireless. Cablul coaxial transportă energia frecvenței radio (RF) între antene și echipamentul radio. • Instalări ale Internetului prin cabluFurnizorii de servicii prin cablu își transformă sistemele unidirecționale în sisteme bidirecționale pentru a asigura conectivitatea la Internet pentru clienții lor. Pentru a asigura aceste servicii, sunt înlocuite porțiuni din cablul coaxial și elementele ce suportă amplificarea cu cabluri din fibră optică. În orice caz, conexiunea finală de la locația clientului și cablarea din interior este tot coaxială. Această utilizare combinată de fibră și cablu coaxial este denumit HFC (hybrid fiber coax).Layer-ul fizic produce reprezentarea și gruparea biților sub formă de tensiune, frecvențe radio sau pulsuri de lumină. Diferite organizații de standardizare au contribuit pentru a defini proprietățile fizice, electrice și mecanice ale mediului disponibil pentru comunicații de date diferite. Aceste specificații garantează faptul că cablurile și conectorii vor funcționa anticipat cu implementări ale layer-ului data link. Ca un exemplu, standardele pentru mediul de cupru sunt definite pentru: • Tipul cablării de cupru utilizată • Lățimea de bandă a comunicației • Tipul conectorilor utilizați • Pinout-ul și codurile de culoare ale conexiunilor la mediu • Distanța medie a mediului Figura arată diferite tipuri de interfețe și porturi disponibile pe un router 1941. Caracteristici ale Mediului din Cupru Rețelele folosesc mediul din cupru deoarece este mai ieftin, ușor de instalat și are rezistență scăzută la curentul electric. În orice caz, mediul de cupru este limitat de distanță și de interferența semnalului. Datele sunt transmise prin cabluri de cupru sub formă de pulsuri electrice. Un detector din interfața de rețea a unui echipament de destinație trebuie să primească un semnal care poate fi decodat cu succes pentru a se potrivi cu semnalul trimis. În orice caz, cu cât semnalul călătorește pe distanțe mai mari, cu atât mai mult se deteriorează într-un fenomen denumit atenuarea semnalului. Din acest motiv, mediul din cupru trebuie să urmeze limitările stricte cu privire la distanță așa cum se specifică de standardele de ghidare. Valorile tensiunii și sincronizarea pulsurilor electrice sunt și ele predispuse la interferența din două surse: • Interferența electromagnetică (EMI) sau Interferența Frecvențelor Radio (RFI) - Semnalele EMI și RFI pot distorsiona și corupe semnalele de date care sunt transmise prin mediu de cupru. Sursele potențiale de EMI și RFI includ unde radio și echipamente electromagnetice precum motoare și lumini fluorescente, așa cum se arată în figură. • Crosstalk - Crosstalk-ul este o disturbanță cauză de câmpurile electromagnetice și electrice ale unui semnal de pe un fir la semnalul dintr-un fir adiacent. În circuitele de telefonie, crosstalk-ul poate rezulta în auzul unei părți dintr-o altă conversație prin voce de la un circuit adiacent. Atunci când curentul electric trece printr-un fir, se realizează un câmp magnetic mic, circular în jurul firului care poate fi luat de un fir adiacent. Pentru a contracara efectele negative ale EMI și RFI, unele tipuri de cabluri din cupru sunt împachetate într-o folie metalică și necesită conexiune corespunzătoare de împământare. Pentru a contracara efectivele negative ale crosstalk-ului, unele tipuri de cabluri din cupru au perechi de fire din circuite opuse torsadate care anulează efectiv crosstalk-ul. Susceptibilitatea cablurilor de cupru la zgomotul electric poate fi limitat de: • Selectarea celui mai potrivit tip de cablu sau categorie pentru un anumit mediu de rețea. • Proiectarea unei infrastructuri de cablu pentru a evita sursele potențiale și cunoscute ale interferenței din structura clădirii. • Folosirea tehnicilor de cablare care includ gestiunea și terminarea corectă a cablurilor.Phyloshopy