Четырёхпроводная линия связи

Для передачи сигналов в проводных системах электросвязи в качестве направляющей системы (среды их распространения) используются токопроводящие металлические провода, светопроводящие стеклянные волокна или волноводы. Если используются проводные линии из металлических проводов, называемые обычно цепями связи или физическими цепями,то возможно создание однопроводных, двухпроводных и четырёхпроводных линий связи ^[1].

В однопроводных физических цепях цепь протекания токов образуется проводом и почвой, она несимметрична, и поэтому сильно подвержена воздействию внешних электромагнитных полей, а её параметры зависят от свойств почвы. Поэтому однопроводные цепи применяются только для связи на небольшие расстояния.

В двухпроводных цепях информация передается по двум, изолированным от земли, проводам. Вся передача в телефонных сетях связи осуществляется в основном по двум проводам (паре проводов). В этом случае сигнал распространяется в виде разности потенциалов между двумя проводами. Электрические токи, образованные разностью потоков сигналов, передаваемых по проводам в противоположных направлениях, называются токами проводимости. В противоположность этому наведенные на каждый провод пары шум или помеха распределяются поровну между ними и распространяются вдоль пары в одном направлении. Ток, протекающий в одном и том же направлении по обоим проводам, получил название общего или продольного тока. Продольные токи не компенсируют друг друга на выходе цепи, если нарушается симметрия проводов; в результате этого остается некоторый продольный сигнал (шум или помеха), который преобразуется в разностный сигнал.

В четырёхпроводных цепях передача информации в одном направлении идет по одной паре проводов,а в другом направлении — по другой паре. Иногда полоса частот отдельной пары проводов разделяется на две полосы, каждая из которых предназначена только для одного направления передачи. Эти системы называют разделенными четырёхпроводными системами.Следовательно, термин «четырёхпроводный» следует понимать как обозначение того, что для каждого направления передачи используется отдельный канал, даже если этот канал не реализован отдельным проводом. Примером могут служить радиосистемы, в которых передача в каждом направлении осуществляется обязательно по отдельному каналу; эти системы также называются четырёхпроводными ^[2].

Двух-и четырёхпроводные цепи являются симметричными цепями, оба провода имеют примерно одинаковые наведённые потенциалы от внешних электромагнитных полей. Для повышения электромагнитной симметрии линии, провода свивают между собой либо перекрещивают их в пространстве по длине линии связи,увеличивая тем самым степень её симметрии.

1. По устойчивости и дальности связи преимущество на стороне четырёхпроводных систем. При двухпроводной системе для разделения передач в прямом и обратном направлениях на входе и выходе каждого усилителя необходимо ставить разделительные фильтры. Эти фильтры вносят искажения и ограничивают дальность связи (не более 40 усилительных участков). При четырёхпроводной системе связи для прямой и обратной передачи используются различные пары, и в разделительных фильтрах нет необходимости.

2. По числу получаемых каналов двухпроводные и четырёхпроводные системы высокочастотной связи равноценны.

3. По защищенности цепей от взаимных помех в лучших условиях находятся двухпроводные цепи (совпадающий режим передачи). При четырёхпроводной связи по цепям осуществляется встречная передача и возможны большие взаимные влияния. Установлено, что в наихудших условиях (в смысле взаимного влияния) находится встречная передача ^[3].

Двухпроводной вид передачи является самым простым и дешевым. Он в массовом порядке используется в абонентских телефонных линиях, на местных сетях.

Четырёхпроводные системы связи используются при передаче сигналов между АТС (особенно на междугородних линиях), там,где необходимо применение раздельных каналов для двусторонней связи. В настоящее время эти каналы реализуются на базе волоконо-оптической линии связи и цифровых методов передачи. В точке стыка (на АТС) двухпроводная и четырёхпроводная линия должны быть согласованы ^[4].

Четырёхпроводная схема обладает существенными преимуществами (по сравнению с двухпроводной) по устойчивости и дальности связи и равноценна двухпроводной по числу каналов. Поэтому четырёхпроводная схема является наиболее целесообразной для организации дальней высококачественной связи ^[3].

На воздушных линиях как четырёхпроводные линии передач , так и двухпроводные, используются в качестве фидерных линий приемных и передающих антенн ^[5].

По мере расширения телефонной сети общего пользования (в размерах и сфере охвата) использование множества отдельных проводов в технологических помещениях телекоммуникационных компаний стало непрактичным и трудоемким. В результате для организации внутриофисной и межофисной сигнальной проводки перешли на использование коаксиального кабеля с высокой пропускной способностью, микроволновой радиорелейной связи и, в конечном счете, волоконно-оптической связи для высокоскоростных магистральных линий. В конце XX века четырёхпроводные линии снова стали использоваться для обслуживания корпоративных местных линий связи, а также для использования в выделенных линиях для компьютерных модемов для соединения корпоративных компьютерных сетей и для подключения сетей к поставщику услуг Интернета (для подключения к Интернету до того, как стало широко доступно подключение через стандартные DSL и кабельные модемы).

В сетях мобильной связи четырёхпроводные линии передачи иногда используются для связи диспетчерского центра с удаленными базовыми станциями.

Также имеется значительное число вариантов построения цифровых систем передачи (по стандартным технологиям xDSL) на базе четырёхпроводной линии связи ^[6]