Зачем используют терминаторы в кабельных сетях

Терминатор (электроника)

Термина́тор — поглотитель энергии (обычно резистор) на конце длинной линии, сопротивление которого равно волновому сопротивлению данной линии. Слово «терминатор» применяется в основном в компьютерном жаргоне, терминологичным синонимом ему является выражение «согласованная нагрузка»

Назначение

Терминатор является согласованной нагрузкой для длинной линии. Согласованная нагрузка обладает следующими полезными свойствами:

Бегущая волна, приходящая из линии, полностью поглощается в согласованной нагрузке, поэтому отражение волны обратно в линию отсутствует. Это означает, что стоячие волны в линии передачи также отсутствуют.
Входной импеданс линии, нагруженной на согласованную нагрузку, равен волновому сопротивлению линии.

Применение

Терминаторы применяются на всех линиях, соединяющих передатчик и приемник сигнала, когда отраженный от конца линии сигнал значительно влияет на работу линии связи. При небольших длинах линий наложение отраженного сигнала приводит к затягиванию фронтов (т. е. к снижению скорости передачи), при увеличении длины линии такое наложение сигналов приводит линию в неработоспособное состояние.

Согласование нагрузки применяется на большинстве линий связи. Отдельно следует рассмотреть системы, в которых присутствует несколько приемников:

Компьютерные сети 10BASE-2 и 10BASE-5 требуют установки на концах коаксиального кабеля терминирующего резистора 50 Ом.
Шинные интерфейсы RS-423, RS-485 и RS-422 требуют установки на концах соединительной линии (витая пара) терминирующего резистора 120 Ом. В некоторых промышленных устройствах такой резистор встроен и подключается перемычкой, или выключателем, но чаще его необходимо устанавливать при монтаже как отдельное изделие.
В шинах SCSI терминатор встроен в большинство устройств. Терминатор подключается специальными выключателями только на концах линий. Также производятся терминирующие устройства в виде отдельных модулей.

Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
Проставив сноски, внести более точные указания на источники.

Пассивные компоненты
Элементы и устройства СВЧ-трактов

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Терминатор (электроника)» в других словарях:

Терминатор (робот) — У этого термина существуют и другие значения, см. Терминатор. Терминатор (англ. terminator «ликвидатор», «ограничитель») общее название для серий различных роботов и автоматических боевых механизмов, созданных искусственным… … Википедия

Терминатор — Терминатор: В науке и технике Терминатор (астрономия) (от лат. terminare ограничивать) линия светораздела, отделяющая освещённую (светлую) часть небесного тела от неосвещённой (тёмной) части. Терминатор (ДНК) … … Википедия

Список выпусков телепередачи «Большая разница» — Содержание 1 Первый сезон 2 Второй сезон 3 Третий сезон … Википедия

Роботы в культуре — Треножник атакует людей Роботы, как культурный феномен появились с пьесой Карела Чапека «R.U.R.», описывающую конвейер, на котором роботы собирают самих с … Википедия

Мэнсон, Ширли — Ширли Мэнсон Shirley Manson … Википедия

Робот — У этого термина существуют и другие значения, см. Робот (значения). Робот андроид ASIMO, производство Honda Робот (чеш … Википедия

T-коннектор — Т коннектор формата BNC. Т коннектор, тройник один из типов разъёмов, предназначенный для соединения трёх кабелей (или двух кабелей с приборным разъёмом). Наибольшее распространение получили Т коннекторы для соединения с коаксиальными… … Википедия

Список сезонов Премьер-лиги КВН — Премьер лига КВН вторая по значимости лига КВН ТТО «АМиК» и телепередача Первого канала. В данной статье представлен список сезонов лиги. Содержание 1 Сезон 2003 1.1 Состав 1.2 Игры … Википедия

1984 год — Годы 1980 · 1981 · 1982 · 1983 1984 1985 · 1986 · 1987 · 1988 Десятилетия 1960 е · 1970 е 1980 е 1990 е · 2000 е … Википедия

Аполлон-13 — У этого термина существуют и другие значения, см. Аполлон (значения). Аполлон 13 Эмблема … Википедия

Терминатор – это разъем, который создает нагрузку на конце кабеля, чтобы исключить отражение. Все станции подключаются к одной линии.

Данные в виде электрических сигналов передаются по шине всем компьютерам, однако, эти данные получает только тот компьютер, адрес которого соответствует адресу получателя. В каждый момент времени передачу может вести только один компьютер. Одновременная передача нескольких компьютеров приводит к столкновению сигналов и искажению данных, т.е. приводит к конфликту или коллизии. Следовательно, пропускная способность сети зависит от числа пользователей и интенсивности трафика. Чем выше интенсивность, тем меньше пропускная способность. Шина является пассивной топологией, так как компьютеры только прослушивают среду, но не участвуют в передаче данных от источника к получателю. В шинной топологии, в основном, используется множественный доступ с контролем несущей.

Терминаторы, которые расположены на концах сегмента, обеспечивают поглощение электрических сигналов, в противном случае передача была бы невозможна, так как сигналы сталкивались бы с отраженными сигналами. В сети топологии шина не должно быть свободных концов. Физический разрыв кабеля или отсоединение приводит к падению сети.

Кабель можно удлинить 2 способами:

С помощью соединителя (коннектора), который осуществляет стыковку участков кабеля. При прохождении через коннектор сигнал ослабевает, поэтому лучше использовать единый сегмент, а не из кусков.

С помощью повторителя (репитера). Репитер, в отличие от коннектора, усиливает сигнал перед передачей его в следующий сегмент.

Преимущества: дешевизна, простота, возможность почти мгновенного широковещательного обращения ко всем станциям сети.

Недостатки: низкая надежность (любой дефект кабеля или разъемов полностью парализует всю сеть) и невысокая производительность.

Топология звезда.

В топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту, называемому концентратором или хабом (Hub), через который осуществляется маршрутизация пакетов между пользовательскими компьютерами. Hub поочередно опрашивает компьютеры и полученную информацию отправляет по назначению.

Использование концентраторов дает следующие преимущества:

Разрыв кабеля не нарушает работу сети, из строя выводится только один сегмент;

Сеть легко расширяется подключением новых компонентов или концентраторов;

Некоторые концентраторы позволяют подключать различные типы кабелей;

Концентратор обеспечивает централизованный контроль за работой сети – это позволяет быстро локализовать ошибки в сети.

Передача сигнала осуществляется от передающего компьютера через концентратор ко всем компьютерам сети.

Преимущества: отсутствие конфликтов (т.к. Hub эти конфликты разрешает), большая надежность, концентратор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.

Недостатки: выход из строя концентратора или Hub нарушает работоспособность всей сети, неэкономное использование кабельной системы в больших сетях, высокая стоимость сетевого оборудования (из-за необходимости приобретения концентратора), ограниченные возможности по наращиванию количества узлов (ограничиваются количеством портов концентратора).

Кольцевая топология.

При топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо.

Кольцо состоит из соединенных между собой повторителей, каждый из которых образует приемопередатчик (трансивер), которые соединены кабелями.

Эта топология является активной, каждый компьютер выступает в роли повторителя, он усиливает сигнал перед передачей следующему компьютеру. Передача сигналов осуществляется в одном направлении по кольцу. Используется маршрутный способ передачи.

В кольцевой топологии используется, в основном, маркерный метод доступа. Маркер имеет два состояния: свободный и занятый. Свободный маркер циркулирует по кольцу до тех пор, пока его не получит компьютер имеющий данные для передачи. Он изменяет состояние маркера на «занятый» и вместе с занятым маркером передает свои данные. Маркер с данными перемещается по кольцу. Компьютер, адрес которого соответствует адресу получателя, принимает эти данные и отмечает в маркере факт приема данных. Занятый маркер с данными передается по кольцу до компьютера-источника. Компьютер-источник, убедившись, что данные приняты правильно, меняют состояние маркера на «свободный».

Преимущества: кольцо представляет собой очень удобную конфигурацию для организации обратной связи, таким образом, узел источник может контролировать процесс доставки данных адресату. Часто это свойство кольца используется для тестирования связности сети и поиска узла, работающего не корректно.

Недостатки: необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями.

Древовидная топология.

«Дерево» образуется путем соединения нескольких шин активными повторителями или пассивными Hub (хабами), каждая ветвь дерева представляет собой сегмент. Отказ одного сегмента не приводит к выходу из строя остальных.

Электрическая заделка — Electrical termination

В электронике , электрическое прекращение является практика окончание линии передачи с устройством , которое соответствует характеристический импеданс линии. Прерывание предотвращает отражение сигналов от конца линии передачи. Отражения на концах незавершенных линий передачи вызывают искажения, которые могут привести к неоднозначным уровням цифрового сигнала и неправильной работе цифровых систем. Отражения в системах аналогового сигнала вызывают такие эффекты, как двоение изображения или потерю мощности в линиях передачи радиопередатчиков.

Содержание

Линии передачи

Прерывание сигнала часто требует установки терминатора в начале и конце провода или кабеля, чтобы предотвратить отражение РЧ- сигнала от каждого конца, вызывая помехи или потерю мощности. Терминатор, как правило , помещает в конце линии передачи или ромашке цепи шины (например, в SCSI ), и предназначен для соответствия с импедансом переменного тока кабеля и , следовательно , свести к минимуму сигнала отражения , а также потерям мощности. Реже терминатор также размещается на приводном конце провода или кабеля, если он еще не является частью оборудования, генерирующего сигнал.

Радиочастотные токи имеют тенденцию отражаться от разрывов в кабеле, таких как разъемы и соединения, и возвращаться вниз по кабелю к источнику, вызывая помехи в виде первичных отражений. Вторичные отражения также могут возникать в начале кабеля, позволяя помехам сохраняться в виде повторяющихся эхо-сигналов старых данных. Эти отражения также действуют как узкие места, не позволяя сигналу достичь места назначения.

Кабели линии передачи требуют согласования импеданса для передачи электромагнитных сигналов с минимальными отражениями и потерями мощности. Отличительной особенностью большинства кабелей линий передачи является то, что они имеют одинаковые размеры поперечного сечения по всей длине, что придает им одинаковое электрическое характеристическое сопротивление . Терминаторы сигналов специально разработаны для согласования характеристических сопротивлений на обоих концах кабеля. Для многих систем терминатор представляет собой резистор , значение которого выбирается в соответствии с характеристическим сопротивлением линии передачи и выбирается так, чтобы иметь приемлемо низкие паразитные индуктивность и емкость на частотах, соответствующих системе. Примеры включают резисторы на 75 Ом, которые часто используются для оконечной нагрузки коаксиальных кабелей передачи видеосигнала на 75 Ом.

Типы электрических и сигнальных терминаторов

Пассивный

Пассивные терминаторы часто состоят из одного резистора , однако для значительных реактивных нагрузок могут потребоваться другие пассивные компоненты, такие как индукторы, конденсаторы или трансформаторы.

Активный

Активные терминаторы состоят из регулятора напряжения, который поддерживает напряжение, используемое для оконечных резисторов, на постоянном уровне.

Принудительное безупречное завершение

Принудительная идеальная оконечная нагрузка (FPT) может использоваться на несимметричных шинах, где диоды устраняют условия перерегулирования и отрицательной нагрузки . Сигнал синхронизируется между двумя активно регулируемыми уровнями напряжения, что обеспечивает превосходные характеристики по сравнению со стандартным активным терминатором.

Приложения для прекращения сигнала

Все параллельные блоки SCSI используют терминаторы. SCSI в основном используется для хранения и резервного копирования. Активный терминатор представляет собой тип Несимметричного терминатора SCSI с встроенным регулятором напряжения , чтобы компенсировать изменения мощности терминатора.

Сеть контроллеров

Сеть контроллеров , широко известная как CAN-шина, использует терминаторы, состоящие из резистора на 120 Ом.

Фиктивная нагрузка

В частотных цепях от ВЧ до КВЧ обычно используются фиктивные нагрузки.

Коаксиальный Ethernet 50 Ом

Сети 10BASE2 обязательно должны иметь правильную оконечную нагрузку с терминатором BNC на 50 Ом . Если шинная сеть не будет правильно завершена, будет отражено слишком много энергии, в результате чего все компьютеры на шине потеряют сетевое соединение.

Антенная сеть 75 Ом

Согласующий резистор для телевизионного коаксиального кабеля часто имеет форму крышки, навинчиваемой на F-разъем . Антенные кабели иногда используются для подключения к Интернету; однако RG-6 не следует использовать для 10BASE2 (который должен использовать RG-58), поскольку несоответствие импеданса может вызвать проблемы с фазированием сигнала основной полосы частот.

Юнибус

В системах миникомпьютеров Unibus компании Digital Equipment Corporation использовались терминаторные платы с подтягивающими резисторами 178 Ом на многоточечных адресных линиях и линиях передачи данных и 383 Ом на одноточечных сигнальных линиях.

MIL-STD-1553

В шине MIL-STD-1553 используются согласующие резисторы номиналом 78,7 Ом 2 Вт 1% . На двух концах шины резисторы подключаются между положительным (высоким) и отрицательным (низким) сигнальными проводами либо в шинных соединителях с внутренней оконечной нагрузкой, либо в оконечных устройствах с внешней оконечной нагрузкой.

Шина MIL-STD-1553B должна иметь оконечные устройства на обоих концах, чтобы свести к минимуму эффекты отражений сигналов, которые могут вызвать искажение формы волны и прерывание или периодические сбои связи.

По желанию, терминатор с высоким импедансом (от 1000 до 3000 Ом) может использоваться в транспортных средствах для моделирования будущей нагрузки от неуказанного устройства.