Защита от помех в линиях связи

1) тщaтeльнo выбирaть кaчeствeнныe кaбeли;
Oднoй из тaкиx ситуaций являeтся включeниe питaния. Нa стaртe Мнoгиe систeмы стaбильнo рaбoтaют в дeжурнoм рeжимe, нo крaйнe бoлeзнeннo oтнoсятся к нeстaндaртным ситуaциям.
2) нe пoдключaть к другим линиям;
Eсли этo нeизбeжнo, примeнять гaльвaничeскую рaзвязку в цeпяx связи и цeпяx питaния. A eсли “oпoрныe пoтeнциaлы” вaшиx устрoйств нe сoeдинeны мeжду сoбoй, рaзнoсть пoтeнциaлoв мeжду этими тoчкaми (и сooтвeтствeннo нaпряжeниe мeжду сигнaльнoй линиeй и “oбщим”) будeт нeпрeдскaзуeмo oпрeдeляться утeчкaми, пaрaзитными связями и др. Eсли кaждoe устрoйствo имeeт сoбствeнный блoк питaния oт 220 В, тo бoльшe никaкиx прoвoдoв между устройствами вроде бы и не нужно. Помехи и витая пара Проблема в том, что обратные токи от различных устройств (систем) смешиваются и начинают течь по чужим проводам. Если кто забыл, вкратце напомню – земляная петля возникает при соединении двух “земляных” проводов в двух местах. Заземлять всю систему только в одной точке. В результате созданные этими токами перепады напряжения, по сути, добавляются к сигналу в чужой системе. В частности, при фактическом заземлении (соединении с землей) земляного провода в двух местах. Наиболее распространенная причина помех в системах, созданных не очень опытными проектировщиками, – земляные петли. Особенно хорошо известно влияние земляных петель в аналоговых видеосистемах – там даже незначительное проникновение соседнего канала в видеосигнал бросается в глаза.
в системах кондиционирования и вентиляции. На гальванической развязке в линии связи экраны соединять не следует. Второй пример аналоговых сигналов – датчики температуры и т.д. Конечно, наиболее очевидно влияние помех на НЧ-видеосигнал. Проблема неадресных шлейфов Помехи приведут не только к низкой точности стабилизации температуры, но и к повышенной частоте включений/отключений мощных устройств (моторов), что отрицательно скажется на их сроке службы. 3) желательно заземлить или подключить к общему проводу блока питания в одной точке вблизи центрального блока системы. В случае же аналоговой линии, в которой значение напряжения или тока может изменяться непрерывно, даже небольшая помеха может существенно нарушить работу системы (или недопустимо снизить точность работы системы). Если на шлейфе есть всего один “сухой” контакт – это, безусловно, цифровая (дискретная) линия. Участки слева и справа от устройства гальванической развязки мы должны считать разными линиями и независимо заземлить на корпус самого важного прибора на каждом участке. Помехи на экране, даже небольшие, сильно раздражают оператора. Однако в большинстве случаев шлейф также контролируется на обрыв и короткое замыкание, а если в шлейфе различается более одной тревоги (например, в двухпороговых пожарных ППК различаются пожар-1 и пожар-2,а в некоторых охранных ППК реализовано “удвоение шлейфа”, то есть различение извещателей с разными балластными резисторами), то в результате в шлейфе необходимо выделять почти 10 разных уровней сигнала, причем некоторые пороги довольно близки между собой и даже небольшая помеха может сильно сказаться на достоверности данных. Обратите внимание, экранированный кабель имеет повышенную погонную емкость. Сложно сказать, как следует классифицировать неадресные шлейфы сигнализации, предназначенные для подключения “сухих* контактов. Как классифицировать?
Если блоки питания разные, таким проводом может являться экран кабеля, состоящий из множества проволочек и потому имеющий приличное суммарное сечение. Источник № 3 – линии связи В таком случае (если экран является единственным проводом, соединяющим клемму “общий” у двух устройств) экран должен подключаться с двух сторон линии (то есть на всех устройствах системы). Нередко таким проводом является общий провод общего блока питания. Поэтому все устройства, работающие по симметричной линии связи, должны быть соединены между собой одним, но возможно более толстым проводом.
2) корректно заземлять устройства;
Потому в больших системах особенно важно: В целом чем больше размер интегрированной системы, тем труднее предсказать особенности ее поведения, тем опаснее даже небольшие отклонения от проектного функционирования.
Разные устройства в пределах одной подсистемы, особенно одного производителя, скорее всего, легко смогут работать при питании от одной розетки. Ни в коем случае не допускать питания ваших “нежных* устройств систем безопасности от обычной розетки, куда включены и электрочайники, и компьютеры. Помеха частотой 50 Гц настолько распространена, что большинство сигнальных линий специально рассчитаны, чтобы данная помеха оказывала малое влияние. Питайте их от разных линий и разделяйте между собой фильтрами по цепи питания. Однако современные устройства, питающиеся от сети, как правило, имеют высокочастотные электронные преобразователи, работающие на частоте от единиц килогерц до десятков мегагерц. Как влияет кабель Однако, несмотря на проводимую сертифицирующими органами жесткую проверку всех электропотребителей на создание помех (это шутка), устройства одного производителя могут создать помехи, слишком большие для устройств другого производителя. Особенно это относится к устройствам совершенно разных категорий из разных подсистем. Помимо помех от линий связи, значительное число помех возникает от линий питания. Это именно для того, чтобы сделать практически непобедимую помеху синхронной с сигналом, неподвижной и потому не бросающейся в глаза. Как бороться с помехами от питания? Высокочувствительная видеокамера вряд ли будет хорошо работать бок о бок с мощным блоком управления вентиляторами и кондиционерами. Двойное преобразование энергии практически полностью очищает линию питания от посторонних помех (правда, может добавить свои помехи).
В целом, классические неадресные шлейфы не следует делать очень длинными. Смешение в одном кабеле тока питания и измерительного сигнального тока при простейшем алгоритме определения наличия сигнала означает высокую чувствительность к помехам, особенно если имеется нестабильность токов питания извещателей, а нередко встречается еще и превышение допустимого суммарного тока питания. По возможности следует разносить по зданию устройства, связанные цифровыми линиями (типа RS-485 или адресным шлейфом), а по сути своей аналоговые неадресные шлейфы лучше тянуть на минимально необходимое расстояние. Нюансы адресных шлейфов Особенно подвержены помехам двухпроводные шлейфы с питаемыми по шлейфу извещателями (а это почти все традиционные неадресные пожарные извещатели).
Перегрузка блоков питания на старте – обычное дело. Еще хуже тот факт, что перегрузка при старте может быть не только по питанию, но и по линиям данных. Вторая рекомендация – по возможности вручную настраивать задержки инициализации различных систем после включения питания. При этом некоторые устройства могут опять уйти в сброс, и такая последовательность будет продолжаться некоторое время, пока постепенно все не успокоится. При тревоге
Просто по причине величины системы – чем больше соединено разного оборудования, тем больше вероятность где-то споткнуться о проблемы в линиях связи. Каково происхождение помех в линиях связи? Источник № 1 – земляные петли Некоторые из них вызваны внешними причинами, но чаще встречаются перекрестные помехи с соседних пиний связи или между линиями питания и линиями передачи данных.
Решение для симметричной линии связи Высококачественная витая пара помогает избежать существенных помех “между проводами”, однако она вовсе не помогает избежать помех “относительно земли”.
1) экраны всех отрезков одной линии следует соединять между собой;
A.M. Однако можно дать и общую рекомендацию: чем ниже (глубже) уровень интеграции, тем меньше будет проблем. Сходная система, собранная из 2-3 систем высокой интеграции, ведет себя намного более предсказуемо. 3) делать большой запас по мощности питания и производительности устройств связи. Если же все периферийные устройства подключены к одному адресному шлейфу, контроллеры связаны между собой одной линией RS-485 или Ethernet и программа управления также одна – взаимные помехи между подсистемами если и возникнут, то будут легко прогнозируемыми и учитываемыми.
А на длине 1 км – сравнится с сигналом по амплитуде, то есть полностью нарушит работоспособность даже цифровых линий связи. Использование нескольких пар в многопарном кабеле для разных целей иногда допустимо, но чаще приводит к проблемам. Источник № 4 – линии питания Переходная емкость между проводами на длине 100 м составляет несколько нанофарад.
Кстати, низкокачественные кабели сами по себе не приводят к возникновению помех, но могут сильно ухудшить ситуацию. Это, между прочим, и является самой распространенной проблемой с линиями RS-485. Кстати, экранированный кабель может заметно снизить уровень внешних помех, но его необходимо правильно подключать: Не экономьте на кабеле – чем сложнее система, тем сложнее могут оказаться поиски источников помех. Кабели со слишком высоким сопротивлением и погонной емкостью ослабляют полезный сигнал, что обуславливает повышенную чувствительность к помехам, даже небольшим.
Обратите внимание, если оборудование одного производителя, предназначенное для совместной работы, может иметь специальные приемопередатчики RS-485, предназначенные для надежной низкоскоростной работы (ориентированные на 100-200 кбит), то применение, скажем, конвертора-усилителя общего назначения (на стандартные 5 мегабит) сразу же резко снижает помехоустойчивость всей системы. Цифровые линии не столь подвержены влиянию помех, хотя двухпроводный адресный шлейф, по которому подается питание адресных устройств и передаются данные, конечно, более чувствителен к помехам, чем 4-проводный, с раздельными линиями данных и питания. Перегрузка Чем больше сопротивление, тем больше будет амплитуда помех. Но если в двухпроводном адресном шлейфе амплитуда полезного сигнала составляет 20-30 В – это намного надежнее, чем 1-2 В на линиях RS-485.
Одновременно множество алгоритмов переходят на аварийный режим и нередко “на всякий случай” еще и начинают резервировать свои данные. 3 рекомендации для крупной ИСБ Такие ситуации довольно легко смоделировать и потому следует проверять при завершении пусконаладки системы. Самая неприятная ситуация – перегрузка при тревоге. Система одновременно фиксирует потерю связи со множеством устройств, подключенных к поврежденным участкам сети. Даже если не рассматривать параноидальные модели поведения противника (такие как сознательное создание тысяч ложных тревог на одном фланге с целью замаскировать проникновение на другом фланге), все равно в случае реальной тревоги (а особенно пожара или аварии) лавинообразно возникают сотни событий, видео подсистемы начинают старательно передавать и записывать на файлсервера огромные потоки данных, и перегрузка сети передачи данных весьма возможна.