Учебно-методическое пособие по дисциплине Методы и средства измерений в телекоммуникационных системах

21

лишь минимизирует аппаратные средства, требуемые для реализации тех же функций схемотехническим путем, что обусловлено высоким уровнем технологии микропроцессорных устройств.

Так как при передаче информации по сети от одного абонента к другому абоненту или к множеству абонентов информационный сигнал, распространяясь по различным участкам сети, претерпевает ряд изменений, следует выделить

контроль участков сети и сквозной контроль сети. Очевидно, что последний эф-

фективен только при использовании программно-аппаратных средств, интегриро-

ванных в единую систему сквозного контроля сети.

Результаты измерений и тестирования и контроля позволяют выполнить прогнозирование.

6ИЗМЕРЕНИЯ В МСП

Ваналоговых МСП особенно большое значение имеют измерения уровней напряжения, помех и помехозащищенности канала ТЧ.

Для измерения показателей качества многоканальных ЦСП, использующих ИКМ с временным разделением каналов, необходимо применение методов и средств измерений, учитывающих характер преобразований передаваемого сигна-

ла. В соответствии с этим параметры каналов и трактов с ИКМ можно разделить на две группы.

К первой группе относятся параметры, одноименные для систем передачи с ИКМ и систем передачи с ЧРК и измеряемые в основном одинаковыми методами:

амплитудная характеристика, амплитудно-частотная характеристика, остаточное затухание, внятные переходные влияния, шумы незанятого канала. В то же время дискретизация и квантование сигнала вызывают ряд специфических особенно-

стей, без учета которых погрешности измерений могут существенно возрастать. В

основном это предъявляет ряд дополнительных требований к параметрам исполь-

зуемых измерительных сигналов.

22

Ко второй группе относятся параметры, специфические для цифровых си-

стем передачи с ИКМ и измеряемые специальными методами. В основном к ним относятся: отношение сигнал-шум квантования, уровень перегрузки, вероятность ошибок, фазовое дрожание цифрового сигнала (джиттер).

7ИЗМЕРЕНИЯ В ВОСП

Вобщем случае весь спектр измерений в волоконно-оптических системах передачи (ВОСП) можно разделить на два основных типа:

системные измерения;

эксплуатационные измерения.

Системные измерения включают измерение непрерывности волокна, часто-

ты битовых ошибок, чувствительности и глазковой диаграммы.

Эксплуатационные измерения в определении функционирования системы с позиций параметров передачи, примерами которого являются измерение потерь,

измерение дисперсии и измерение ширины линии лазера.

По основным видам измерений можно классифицировать:

системные измерения

измерения оптического волокна;

измерения источников;

измерения детекторов;

измерения вставки.

Оптическое волокно используется в ВОСП двух видов: одномодовое (если длина волны измерения больше длины волны отсечки оптического волокна, в

нем будет распространяться только одна мода) и многомодовое. Соответственно,

измерения оптического волокна делятся на:

измерения параметров многомодового волокна;

измерения параметров одномодового волокна.

Измерения параметров многомодового оптического волокна в зависимости от типа волокна включают измерение затухания, межмодовой и хроматической

23

дисперсии, цифровой апертуры, диаметра сердцевины, длины волны отсечки и размера модового пятна.

Измерения параметров одномодового оптического волокна: ослабления на всей протяженности волокна, полосы пропускания, оптической дисперсии, ам-

плитуды выходного сигнала при возбуждении модулированным переменной ча-

стотой гармоническим сигналом.

Основные типы источников излучения в ВОСП:

светодиоды (LED);

лазерные диоды.

Измерения параметров источников излучения определяются типом источ-

ника и включают измерение выходной мощности, центральной длины волны, ко-

личества мод, ширины спектра излучения, полосы частотной модуляции, ЛЧМ оптического импульса, ширины линии, поля гауссовского луча, размера источни-

ка и поля удаленной зоны.

Измерение параметров фотодиода - оптического приемника (детектора), так же как источников излучения, определяется типом фотодиода и включает измере-

ние спектральных характеристик, чувствительности, полосы пропускания, коэф-

фициента усиления, темного тока, избыточного шума. Оптические детекторы со-

зданы для выполнения двух целей обнаружения сигнала в телекоммуникацион-

ных приемниках и измерении оптической мощности. Чувствительность фотодио-

да — это отношение генерируемого тока к входной мощности оптического излу-

чения, причем чувствительность фотодиодов в значительной степени зависит от длины. Полоса пропускания (демодуляции) фотодиода может быть определена с помощью лазерного источника гармонических колебаний, а лучше всего анализа-

тора электрического спектра с электронно-оптическим образованием сигнала ге-

нератора. Очень важной характеристикой фотодиода является эквивалентная мощность шума из-за ее влияния на предельную чувствительность приемника.

Измерения при введении какого-либо пассивного компонента (например,

коннектора) в ВОЛС включают измерение вносимых потерь, возвратных потерь и при необходимости — повторяемости вставки компонента.

24

Для оптического коннектора наиболее важной характеристикой являются вносимые потери. Для процесса измерения особое значение имеет повторяемость вносимых потерь. Она может быть протестирована путем измерения вносимых потерь при ряде соединений коннекторов. Возвратные потери одномодовых кон-

некторов всегда сопровождаются помехами в соединении коннекторов, что влечет за собой невозможность воспроизведения измерений. Они могут быть измерены при помощи рефлектометра с высокой разрешающей способностью.

ВОСП с точки зрения ее функционирования в целом характеризуется ско-

ростью битовых ошибок (BER) — количество (полученных) ложных битов отно-

сительно общего количества переданных битов. При этом измеряется чувстви-

тельность, то есть наименьший уровень мощности, который приводит к необхо-

димому значению BER. Второй параметр системы - глазковая диаграмма, измеря-

емая при модулировании передатчика псевдослучайной последовательностью, а

полученный сигнал отображается на осциллографе, что позволяют также прибли-

зительно определить такие системные параметры, как джиттер, отношение сиг-

нал/шум и межсимвольная интерференция.

25

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ ПО КУРСУ

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯХ

По курсу требуется выполнить контрольное задание - письменно ответить на четыре поставленных вопроса. На практических занятиях требуется выступить с коротким докладом на рассмотренную тему. Успешное выступление будет яв-

ляться условием защиты работы. Работу следует оформить на листах А4 или в школьных тетрадях. Объем материала по каждому из вопросов не должен пре-

вышать четырех страниц машинописного текста формата А4. Рисунки - схема измерений, структурная схема средства измерений и другие необходимые иллю-

страции к выступлению - следует выполнять на отдельных листах с подписями,

так как они будут использованы при защите. Прежде чем приступить к заданию,

требуется проработать приведенную в пособии литературу.

Выбор варианта осуществляется по 100 вариантной схеме, где n и m – по-

следняя и предпоследняя, соответственно, цифры номера студенческого билета.

По вопросу 1 «Метрологическое обеспечение предприятий связи» следует рассмотреть работу метрологической службы (МС) предприятия, на котором ра-

ботает студент, либо некого гипотетического предприятия.

По вопросу 2 «Методика поверки СИ» привести методику поверки одного из средств измерений (СИ), используемых на предприятии связи. Методика должна включать этапы поверки, перечень СИ для поверки, перечень поверяемых параметров, методику и структурную схему соединения приборов для поверки то-

го или иного параметра.

По вопросу 3 «Методы и средства измерений в аналоговых МСП и ВОЛС» и вопросу 4 «Методы и средства измерений в ЦСП» привести структурную схему измерений или СИ, изложить метод либо принцип действия СИ.

26

27

28

Учебно-методическое пособие

по дисциплине

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

для студентов-заочников 4 курса (направление 11.03.02)

Подписано в печать 15.10.2014г. Формат 60х90 1/16. Объём 1,8 усл.п.л. Тираж 100 экз. Заказ 135.

ООО «ТРП». Москва, ул. Правды, д. 24, стр. 5.