Учебное пособие 2147
.pdfПомимо этого метода получил распространение метод интегральной оценки влияния перекрестных помех. В этом случае производятся измерения не уровня сигнала, наводимого от одной пары кабеля на другую пару, а от всех пар кабеля на одну тестируемую пару (рис. 5.18 снизу).
Следует отметить, что целью измерений параметра NEXTдля абонентских кабелей является определение максимального значения этого параметра для каждого конкретного кабеля.
В случае измерений по методу «от пары к паре» для получения наихудшего результата необходимо провести целую серию измерений (для кабеля из Nвитых пар - N- 1измерение), а для получения результата методом интегральной оценки необходимо провести только одно измерение. При этом измеренное методом интегральной оценки значение параметра NEXTбольше наихудшего результата по методу «от пары к паре» (рис. 5.19). Таким образом этот результат может эффективно использоваться для оценки параметра NEXTв соответствии с предельно допустимыми нормами на этот параметр. Метод интегральной оценки значительно оптимизирует необходимое количество измерений. В настоящее время он признан наиболее корректным методом проведения эксплуатационных измерений.
251
Рис. 5.19. Результаты измерений по методу «от пары к паре» и по методу интегральной оценки
Измерения параметров NEXTмогут выполняться с использованием частотного и импульсных сигналов. Первый метод состоит в генерации в передающей паре одночастотного сигнала и анализе мощности сигнала, наведенного в других парах или суммарной мощности во всех парах кабеля. Этот метод реализован в лабораторных анализаторах цепей и имеет ряд принципиальных преимуществ.
Второй метод связан с использованием портативных рефлектометров металлических кабелей. В передающей паре в этом случае генерируется последовательность импульсов и анализируется возвратная мощность сигнала.
Основным преимуществом использования импульсных сигналов является возможность проведения измерений NEXTи анализа неоднородностей в кабеле одновременно. В то же время именно эта особенность может приводить к значительным погрешностям измерений в случае составного абонентского кабеля. Второй недостаток метода
252
рефлектометрии металлических кабелей связан с необходимостью использования широкополосного фильтра для измерения мощности наведенного сигнала. При этом возникает дополнительная ошибка измерения за счет мощности наведенных шумовых сигналов. Применение одночастотных сигналов в этом случае обеспечивает большую точность измерений благодаря узкополосным фильтрам.
В настоящее время стандартом утвержден метод использования импульсных сигналов, хотя положения стандарта TSB-67 в настоящее время дорабатываются, и некоторые эксперты предлагают включить метод с использованием одночастотного сигнала как альтернативный.
5.8.5. Дополнительные тесты, выполняемые полевыми измерительными приборами
Помимо описанных выше параметров измерений, в соответствии со стандартом TSB-67 в реальной практике часто проводят следующие дополнительные измерения.
Измерение сопротивление постоянному току.
Измерение сопротивления петли кабеля.
Обеспечивает эффективную проверку целостности кабеля и коннекторов. Предоставляемая информация:
результаты измерений сопротивления петли каждой кабельной пары; сравнение результатов с максимально допустимым значением для определенного типа кабеля (для типичного кабеля CAT5, 100 метров - около 16 Ом).
Емкость. Измерение взаимной емкости между двумя проводниками каждой пары в кабеле. Предоставляемая информация: позволяет определить некачественное терминирование коннекторов, растянутый кабель.
Характеристический импеданс. Определяется аппроксимированный характеристический импеданс кабеля.
Предоставляемая информация: индикация результата
Pass/Failв случае нахождения измеренного характеристического импеданса в рамках выбранного для
253
тестирования стандарта (тест TDRдаст сообщение о всех точках и величинах изменения импеданса).
Средний импеданс. Импеданс характеристика кабельной системы, которая должна соответствовать системному импедансу ЛВС. Предоставляемая информация:
средний импеданс каждой пары; должен быть равен системному импедансу ЛВС - 100, 120 или 150 Ом ± 15 Ом.
Возвратные потери (ReturnLossRL1. Измеряется разница между амплитудой принимаемого сигнала и амплитудой отраженного сигнала. Предоставляемая информация: производится оценка того, насколько хорошо характеристический импеданс кабеля соответствует импедансу нагрузки.
Для витой пары значение 20 дБ является нормальным, а 10 дБ или меньше указывает на наличие дефекта в паре.
Задержка во времени распространения сигнала, смешение задержки. Задержка в распространении сигнала
- время, необходимое сигналу для прохождения от передатчика до приемника по 4-парному кабелю 100 Ом. Смещение задержки - разница во времени распространения сигнала по разным парам в одном кабеле (максимально допустимое значение смещения задержки - 50 нс/100 м).
Предоставляемая информация: величина задержки в наносекундах; многие приложения ЛВС чувствительны к времени задержки распространения (номинальное значение - 1 миллисекунда).
Рефлектометрия абонентских кабелей (TDR1. Выявляет аномалии импеданса в кабельной паре.
Предоставляемая информация: открытые концы, короткие замыкания, некачественные контакты, рассогласования в типах кабелей.
Локация потерь NEXT. Отображает положение точки в кабеле, в которой произошло превышение допустимого значения NEXT. Предоставляемая информация: положение точки запредельного значения NEXTиспользуется для локализации источника потерь в кабеле.
254
Тестирование в расширенном диапазоне частот (155
МГц). Измерение параметров до 155 МГц. Замечание: не существует стандарта, определяющего рабочие характеристики свыше 100 МГц.
5.9. Измерения абонентских кабелей при внедрении аппаратуры «последней мили»
5.9.1. Задача анализа пригодности абонентского кабеля для установки аппаратуры «последней мили»
В предыдущем разделе были рассмотрены методы анализа абонентского кабельного хозяйства, построенного на принципах СКС. Анализ таких кабельных сетей строится на основе стандарта TIATSB-67, где регламентируются параметры и методы измерений, а также методы интерпретации результатов. Таким образом, методы измерений СКС в настоящее время стандартизированы и не вызывают проблем в реализации.
Наиболее трудной группой задач, встречаемой в современной практике использования абонентских кабелей, является их анализ на предмет возможности применения для передачи цифровой информации методами технологии «последней мили» (HDSL, ADSL, ISDN). Как было показано в разделе 5.5, именно эта группа задач определяет современную специфику измерений абонентских кабелей. Высокий рост популярности услуг Интернет в последнее время приводит к необходимости создания сетей передачи данных на уровне местных сетей. В то же время строить такие сети на основе волоконно-оптического кабеля оказывается не всегда эффективным. Операторы более склонны использовать уже проложенные металлические кабели для организации каналов абонентского цифрового доступа. В результате вопрос о пригодности существующего кабельного хозяйства для развертывания услуг цифрового абонентского доступа можно по праву назвать одним из самых существенных для операторов местной связи.
255
Положение операторов осложняется тем, что, с одной стороны, рынок оборудования «последней мили» развивается в последнее время очень динамично. В настоящее время на рынке широко представлены несколько вариантов технологии xDSLи ISDN, ряд крупных фирмпроизводителей и широкая номенклатура моделей, количество которых постоянно растет. В результате оператор вынужден выбирать не только оборудование, но и технологию цифрового абонентского доступа (HDSL, ADSL, SDSL, VSDLи т.д.). Учитывая отечественную специфику абонентского кабельного хозяйства, использование зарубежного опыта для стандартизации параметров пригодности кабелей для внедрения аппаратуры «последней мили» практически исключено. В результате напрашивается вывод о необходимости проведения оператором собственных изысканий.
Ниже мы рассмотрим типовую задачу подготовки и внедрения аппаратуры «последней мили» на сети гипотетического оператора местной связи.
5.9.2. Общая концепция измерений для внедрения технологии «последней мили»
Для оптимального внедрения аппаратуры «последней мили» оператор должен ответить на следующие важные вопросы:
Каковы реальные параметры проложенных абонентских кабелей и позволяют ли они внедрить на сети технологию «последней мили»?
Какая технология является предпочтительной на сети? Какое оборудование может эффективно
функционировать на сети?
Какая модель оборудования может дать наибольшую эффективность?
Какое влияние на сеть окажет системное внедрение оборудования «последней мили»?
256
Только последовательные ответы на перечисленные вопросы позволяет гарантировать высокие параметры качества в сети.
Исходя из перечисленных вопросов, может быть построена общая концепция измерений, необходимых для системного внедрения аппаратуры абонентского цифрового доступа. Под системным внедрением понимается внедрение аппаратуры в рамках единого проекта на всей сети или ее участке. Следует отметить, что описанные ниже решения в полной мере могут быть реализованы при внедрении аппаратуры на сети крупного оператора местной связи. При внедрении оборудования «последней мили» на сети среднего или малого оператора может быть эффективно использована часть представленных технических решений.
Общая концепция измерений абонентских кабелей на сети оператора приведена на рис. 5.20.
Рассмотрим подробно задачу внедрения аппаратуры «последней мили» на сети среднего или крупного оператора местной связи. Объективной целью, преследуемой оператором, является организация услуг цифрового абонентского доступа. Современный рынок предлагает большое количество устройств «последней мили», которые могут помочь в решении этой задачи. Встает задача выбора оборудования, максимально подходящего для данной сети и обеспечивающего высокие качественные показатели образуемых цифровых каналов. Выбрать технологию, фирмупроизводителя и модель методом проведения линейных испытаний практически невозможно, поскольку для каждой модели необходимо проведение линейных испытаний в различных участках сети. Использование измерительной техники позволяет оптимизировать этот процесс.
257
Рис. 5.20. Схема последовательности измерений при выборе и внедрении оборудования «последней мили»
Как показано на рис. 5.20, решение задачи необходимо начать с анализа основных параметров существующей абонентской кабельной сети. Для этого выполняются измерения, описанные в разделе 5.6, в разных участках сети. В результате оператор получает данные о среднестатистических и предельных значениях основных параметров абонентских кабелей на сети.
По этим данным уже можно сделать выбор технологии цифрового абонентского доступа. Например, анализ АЧХ и ГВЗ в полосе до 300 кГц - 2 МГц однозначно позволяет
258
сделать вывод о пригодности существующей кабельной сети для развертывания технологии ISDN, HDSL, ADSL, VDSLи т.д. Вполне может оказаться, что ни одна из современных технологий не может быть с успехом использована для организации цифрового абонентского доступа. В этом случае проект использования технологии «последней мили» резонно закрыть и начать модернизацию абонентской кабельной сети на основе использования волоконно-оптических кабелей или витой пары. Таким образом, на основании данных о параметрах абонентского кабеля делается выбор технологии абонентского доступа.
Вторым этапом является имитация среднестатистических и предельных параметров абонент-
ского кабеля на комплексном имитирующем стенде. Наличие такого стенда позволяет значительно сократить время проведения тестирования оборудования выбранной технологии. В результате выбирается несколько фирмпроизводителей, оборудование которых в лабораторных условиях устойчиво работает на имитируемом кабеле.
Для этого оборудования проводятся линейные испытания на различных участках сети, в результате по данным практического использования оборудования делается вывод о наиболее предпочтительном оборудовании.
Использование имитационного стенда позволяет оптимизировать процесс выбора оборудования. Это связано со значительным сокращением времени предварительного тестирования. В качестве иллюстрации на рис. 5.21 показан процесс выбора оборудования методом линейных испытаний и методом имитационных измерений.
259
Рис. 5.21. Выбор оборудования методом линейных испытаний и методом с имитацией параметров
Как видно из рисунка, в случае разветвленной сети (крупные и средние операторы местной связи), использование имитационного стенда может обеспечить сокращение как количества необходимых линейных испытаний, так и измерительного оборудования в десятки раз.
Последним этапом организации измерений является анализ влияния уже установленного в опытной зоне внедрения оборудования на параметры телефонной сети (как отмечалось выше, наличие специфических перекрестных помех, нарушение работы сети абонентского радиовещания, сети часофикации и т.д.)
Рассмотрим более подробно методы организации измерений каждого этапа схемы.
5.9.3. Методы измерения параметров существующей абонентской сети
Как было описано в разделе 5.6, основными параметрами абонентской линии, существенными для организации цифрового абонентского доступа, являются: параметры импеданса линии (включая сопротивление, емкость и индуктивность), затухание в канале, длина кабеля, АЧХ и ГВЗ
260