3.3. Рефлектометрические измерения.

Существенным фактором, влияющим на качество передачи цифровых сигналов, является наличие неоднородностей структуры кабелей. Причиной возникновения неоднородностей могут быть механические повреждения кабелей, проникновение влаги и т.п. Другими причинами неоднородностей могут быть технологические дефекты и аномалии производства и монтажа кабелей и муфт, кабельные отводы, вставки отрезков кабеля других типов, сделанные при некачественном ремонте, и т.п. Подобные факторы зачастую не влияют на качество передачи аналоговых сигналов, но могут резко ухудшить качество передачи цифровых сигналов.

Следствием появления неоднородностей кабельной линии является отражение части энергии передаваемого по линии сигнала и наложение отражённого сигнала на сигнал, передаваемый в прямом направлении. Такой процесс неизбежно вызовет искажения линейного сигнала. Наличие неоднородностей может привести к падению качества передачи, вплоть до аварийной ситуации. Неоднородности могут иметь место на любом отрезке регенерационного участка линии, длина которого может достигать 20 км.

Оптимальным методом поиска неоднородностей является контроль кабельной линии при помощи рефлектометра. Этот метод позволяет определять расстояние до места обрыва, короткого замыкания жил кабеля, а также различных неоднородностей кабельных линий. При этом рефлектометрия позволяет не только определять расстояние до места неоднородности, но и до определённой степени её характер.

Отражение сигнала от точки обрыва кабеля или места резкого увеличения его сопротивления даёт на рефлектограмме сигнал той же полярности, которая обозначает момент передачи зондирующего импульса в кабель. Отражение от точки полного или частичного замыкания пары даёт сигнал инвертированной полярности. Неоднородности характеристического сопротивления кабеля, вызываемые, например, отводами, вставками, муфтами и т. п., дают на рефлектограмме характерные пары импульсов противоположной полярности. Места замокания кабеля дают участки рефлектограммы с шумовой составляющей, визуально она выглядит, как ряд импульсов с хаотически меняющейся амплитудой. Аналогично выглядят рефлектограммы участка кабеля, поражённого наводимой извне помехой.

При обнаружении неоднородности линии путём периодической посылки в кабель электрических импульсов и фиксации момента приёма импульсов, отражённых от неоднородности, к сожалению, действует целый ряд факторов, в принципе ограничивающих возможности метода.

Особенностью метода является зависимость параметров тестирующего импульса от длины проверяемой линии или, другими словами, от возможности измерения расстояния до неоднородности. При тестировании относительно коротких линий достаточно передавать в кабель сравнительно короткие импульсы ограниченной амплитуды. При прохождении коротких отрезков кабеля они претерпевают незначительные деформации формы и уменьшение амплитуды, что позволяет достаточно точно фиксировать момент приёма отражённого импульса и, соответственно, определить расстояние до обнаруженной неоднородности. Для оптимизации приёма импульсов, отражённых от удалённых неоднородностей, приходится увеличивать как амплитуду, так и длительность зондирующих импульсов. Из-за расширения импульсов возрастает так называемая зона неопределённости, что, в свою очередь, неизбежно приводит к уменьшению точности измерения времени пробега. Естественно, что заданная в процентах от предполагаемой длины проверяемого отрезка точность измерения, в абсолютном значении даёт тем больший допуск на измеренное расстояние, чем дальше находится повреждение. Другими словами, чем больше расстояние до повреждения, тем более длинную траншею вынуждена раскапывать ремонтно-восстановительная служба.

Одной из особенностей снятия рефлектограмм является зависимость точности измерения расстояния до обнаруженной неоднородности от разброса параметров кабеля, определяющих скорость распространения электромагнитных импульсов по кабелю. Помимо нормированного разброса времени пробега импульса от генератора до неоднородности и обратно, которое определяется типом кабеля, время пробега может варьироваться при наличии ряда последовательно расположенных неоднородностей линии, изменения параметров кабеля вследствие попадания влаги, старения материала или температурных изменений, а также наличия муфт, вставок и т.п. Поэтому желательно проводить тестирование только одного участка (например, от кросса, кабельной коробки или необслуживаемого регенерационного пункта и до следующей точки кабельной линии, к которой можно подключить рефлектометр), последовательно повторяя его для ряда отрезков линии.

Ввиду того, что характеристики скорости распространения электромагнитных колебаний, которые приводятся в справочниках или закладываются в память рефлектометров, далеко не всегда совпадают с реальными величинами, желательно перед началом измерений произвести калибровку рефлектометра на отрезке кабеля с заранее известной длиной и типом. Такая калибровка позволит более точно интерпретировать результаты тестирования следующих участков проверяемой линии.

Помимо рефлектометрии, существует ещё целый ряд методов обнаружения и определения места неисправностей кабеля. В частности, расстояние до места обрыва можно определять путём измерения ёмкости кабеля, величина которой прямо пропорциональна длине отрезка кабеля. Расстояние до повреждения определяется путём деления полученного результата на справочное значение километрической ёмкости кабеля. При коротком замыкании симметричной или коаксиальной пары расстояние до места повреждения можно определить путём измерения активного сопротивления образовавшегося шлейфа. Точность измерения в этом случае определяется не только классом прибора, но и, в первую очередь, возможным разбросом первичных параметров кабеля.