Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Цифровые сети доступа технологии xDSL
.pdf
менений величины защищенности между цепями на дальнем
0
1
2
3
4
5
6
7
!"#"$%%&'() *+, ,-
.+/$%$%#0 +!"#"$%%&' (# dA
+
, ,-
dA+, ,-
0.871.74 2.6 3 4.35 6.1
69.573.9 76.5 78.282.5 8 6. 9
dA+, ,-
A+, ,-
конце линии.
Рис. 4.12. Допустимое значение ΔА3 в зависимости от
защищенности
4.5. Расчет протяженности линии сети хDSL
с учетом ЭМС
Рассчитаем типовые схемы организации сетей доступа с
учетом изменения параметров линии и ограничений по ЭМС.
При расчете конкретных задач по организации тракта
оборудования хDSL необходимо учитывать: тип кода, усилительную способность аппаратуры, реальные параметры линии
с учетом их изменений.
Для осуществления расчета реальной длины линии воспользуемся основными техническими характеристиками оборудования хDSL, представленными в табл. 1.1 и 1.2 первой главы.
Необходимо напомнить, что функционирование оборудования сети абонентского доступа обеспечивается при вы-
141
полнении определенной величины достоверности передачи
информации. Выполнение отношения сигнал/помеха в решающей точке цифровых систем передачи, работающих по кабельным линиям, находящимся в эксплуатации, зависит от целого
ряда различных факторов, воздействующих на среду передачи,
параметров сигналов, протяженности линии.
Как следует из [16], протяженность линий следует определять для кода 2B1Q, исходя из условий ЭМС цепей, размещенных в одном кабеле, с учетом выше перечисленных факторов
согласно выражению:
А
≥ 16,2 + 20Log(M – 1) + (α +Δα)L + 10LogN, дБ,
0.р
L = [А
– 16,2 – 20Log(M – 1) – 10LogN](α +Δα)-1, км. (4.14)
0.р
Здесь А
0.р
= А
– σ – реальная измеренная или средне-
0.ср
статистическая величина переходного затухания на ближнем
конце А
с учетом среднеквадратического отклонения σ.
0.ср
Та ким образом, протяженность цепи сети абонентского
доступа зависит от типа кода оборудования, физических параметров линии: рабочего затухания и переходного затухания
с учетом воздействия влаги в сердечнике кабелей на поверхность плинтов оконечных устройств; нестабильности соединения жил в муфтах. Физически это проявляется в увеличении
рабочего затухания Δα и уменьшении переходного затухания
А0 на 10–15 дБ.
Пример зависимости изменения затухания Δα в цепях кабеля ТПП 100×2×0,5 от частоты при различном процентном
значении заполнения сердечника кабеля водой дан на рис. 4.13.
При определении максимальной длины линии необходимо учитывать увеличение переходной помехи от воздействия
ансамбля окружающих цепей, работающих в цифровом режиме, т. е. 10LogN.
Рассчитаем длину абонентской линии на примере цифровой системы FlexGCM11/12, исходные данные которой представлены в табл. 4.6 [16].
142
0
0. 2
0. 4
0. 6
0. 8
1
1. 2
1. 4
1. 6
1. 8
2
100 20 0 300 400 500 600 700 800 900 F ,
êà ö
Изменение затухания в цепях
кабеля, дБ
Çàï. â îä îé 100% За п. водой 50% Зап. водой 25%
Кабель
ТПП 100×2×0,5
Рис. 4.13. Зависимость изменения затухания в цепях кабеля
от частоты при различном процентном значении заполнения
сердечника кабеля водой
Характеристики цифровой системы FlexGCM11/12
Характеристика Значение
Код 2B1Q
Линейная скорость, кбод/с 392
Максимальное допустимое затухание линии на частоте
150 кГц, дБ
Переходное затухание между цепями на ближнем конце на
частоте 150 кГц, дБ 60
Марка кабеля ТПП 50×2×0,5
Коэффициент затухания на частоте 150 кГц, дБ/км 7,82
Срок эксплуатации линии, лет 15
Увеличение рабочего затухания вследствие воздействия фактора старения, влаги и др. на частоте 150 кГц, дБ/км 0,06
Рассчитаем величину А0 для приведенных в табл. 4.7 условий при числе влияющих цепей N от 1 до 5.
Таблица 4.6
31
143
Согласно табл. 4.7 оборудование FlexGCM11/12 обеспечи-
0
2
4
6
8
10
12
!"#$%&'(! )% *%+
N
!,--#) #%.' ("#/.#/
)%*%+, 01
10LogN
03.01 4.77 6.026.99 7.78 8.459.03 9.5 4 10
12345678910
вает работу по линии с затуханием 31 дБ на частоте 150 кГц.
То гда величина А0 при максимальном затухании цепи будет
равна:
А0 = 16,2 + 9,5 + 31 = 56,7 дБ.
Заметим, что при влиянии ансамбля цепей необходимо
учитывать коэффициент 10LogN (рис. 4.14).
Рис. 4.14. Зависимость коэффициента влияния цепей от числа
цепей
С учетом влияния ансамбля цепей величина А0 будет
иметь зависимость, представленную на рис. 4.15.
Рассчитаем зависимость величины А0 от длины линии L.
При уменьшении длины линии увеличивается уровень
сигнала на входе приемного устройства, поэтому для сохранения заданного ОСП может быть уменьшена величина переходного затухания.
В табл. 4.7 представлены значения результатов расчета зависимости А0 = f(ар) для линии, построенной на кабеле марки
ТПП 50×2×0,5 [16].
144
55
57
59
61
63
65
67
69
!"#$%&' (! )%*%+
N
,%-%.!/0!% 12'3.20#% 02 4"#50%6 7!0)%
8
0
, /9
80
56.759.7 61. 47 62 .72 63.6964.48 65.15 65.73 66. 24 66.7
12345 678 910
8
0
Рис. 4.15. Зависимость переходного затухания на ближнем конце
от числа цепей
Та блица 4.7
Результаты расчета А0 = f(ар) для линии из кабеля ТПП
50×2×0,5
Расчетные величины
при N = 1
А
0
а
р
Зависимость требуемой величины переходного затухания
А0 от длины линии при одной, двух и четырех влияющих цепях
приведена на рис. 4.16.
1 2 3 4 5
33,6 41,5 49,3 57,3 65,4
7,88 15,76 22,64 31,52 -
Длина линии, км
Из рис. 4.16 следует, что, исходя из максимально допустимого рабочего затухания цепи 31 дБ, длина линии составляет
3,9 км. При влиянии одной, двух и четырех цепей А0 должно
быть не менее 60,0, 62,5 и 65,0 дБ, соответственно. При этом
реализовать условия ЭМС на коротких линиях xDSL достаточ-
145
но легко. Так, для линий протяженностью 2 км требуется обес-
20
30
40
50
60
70
80
1234L, !
"#$%&%'( )#*#+,-',., /(01+('%2
,, -3
N = 4 N = 2 N = 1
!"#$%
&'' 50 2 0,5
N
N
N
L, !
печить переходное затухание, соответственно, 42, 46 и 49 дБ.
Рис. 4.16. Зависимость требуемой величины переходного затуха-
ния А0 от длины линии
4.6. Выводы
1. Рассчитана электромагнитная совместимость при уплотнении цепей хDSL с кодом HDB-3. Получено выражение,
определяющее условие ЭМС цепей хDSL с кодом HDB-3, позволяющее определять требуемую величину переходного затухания между цепями при заданной вероятности ошибок, межсимвольных искажений, частотных характеристик сигнала и
корректирующих устройств.
Доказано, что ЭМС цифровых цепей технологии хDSL,
использующей симметричные кабели, зависит от помех, обусловленных: непосредственным влиянием между цепями на
ближнем конце; попутным потоком, обусловленным несоответствием входного и волнового сопротивления цепей и неоднородностей волнового сопротивления вдоль линии; переходным влиянием на дальнем конце участка, определяющим
146
степень влияния вследствие отражения из-за несогласованности входного сопротивления аппаратуры и волнового сопротивления линии; собственными (тепловыми) шумами.
2. Осуществлен расчет электромагнитной совместимости при уплотнении цепей хDSL с кодом 2В1Q. Нормирование
параметров передачи и влияния на цепи цифровых систем
происходит на частоте, соответствующей максимальному значению энергии, определяемой, для оборудования хDSL, использующего код 2В1Q, в зависимости от длительности тактового интервала.
В общем случае переходное затухание между цепями xDSL в
цифровых кабельных линиях определяется в зависимости от типа
применяемого в оборудовании кода, рабочего затухания тракта
на частотах максимальной спектральной плотности сигналов, количества цепей, уплотняемых данным видом аппаратуры.
3. Рассчитана электромагнитная совместимость при уплотнении цепей хDSL с кодом CAP и TC-PAM. Для кода TCPAM , при скорости передачи 2 Мбит/с, переходное затухание
на ближнем конце осуществляется на частоте 180 кГц. Для кода
CAP-128 величина переходного затухания на ближнем конце,
обеспечивающая заданную достоверность передачи, определяется в соответствии с частотным спектром линейного сигнала 160 кГц.
4. С ростом числа цепей возрастают значения параметров
как переходного затухания на ближнем конце, так и защищенности между цепями xDSL на линиях абонентского доступа
для оборудования, использующего код CAP и TC-PAM.
5. В соответствии с принятой концепцией оценка пригодности кабелей для передачи цифровых сигналов осуществляется на частоте максимального сосредоточения спектральной
мощности сигнала. Для систем, использующих кодирование
2В1Q, а это большинство существующих в настоящее время
систем цифрового абонентского уплотнения, параметр «частота» выбирается исходя из приблизительной скорости передачи
147
в сети доступа. Так, для частоты 40 кГц – приблизительная скорость передачи равна 160 кбит/с, для 80 кГц – 320 кбит/с, для
160 кГц – 700–800 кбит/с, для 320 кГц – 1000–1500 кбит/с, для
512 кГц – 2000 кбит/с.
Для систем, использующих кодирование САР и ТС-РАМ,
выбирается средняя частота диапазона линейного сигнала,
которая зависит от скорости передачи. На скорости 2 Мбит/с
– это 160 и 320 кГц соответственно.
6. Осуществлен расчет нестабильности электротехнических характеристик цифровых кабельных линий xDSL. Основные факторы, воздействующие на кабель при нормальной
эксплуатации, – это многократное изменение температуры и
влажность среды, окружающей кабель, а также вибрация почвы, способная вызвать повреждение оболочки кабеля или смещение жил кабельного сердечника и тем самым изменить параметры передачи и влияния.
7. Наибольшее влияние нестабильность электротехнических характеристик цифрового кабеля оказывает на величину
защищенности между цепями на дальнем конце линии.
Осуществлен расчет возможных изменений величины
защищенности между цепями на дальнем конце в процессе
эксплуатации цифрового кабеля. Допустимые значения возможных изменений защищенности между цепями на дальнем
конце в процессе эксплуатации линии ΔА3 зависят от самой
величины защищенности между цепями на дальнем конце
линии А3. Чем больше сама величина защищенности А3, тем
больше может быть допустимое значение возможных изменений величины защищенности между цепями на дальнем конце
линии.
8. Сделан расчет протяженности линии сети хDSL с учетом
ЭМС. Показано, что при определении максимальной длины
линии необходимо учитывать увеличение переходной помехи
от воздействия ансамбля окружающих цепей, работающих в
цифровом режиме, т. е. 10LogN.
148
ГЛАВА 5. МЕТОДИКА ВЫБОРА КАБЕЛЬНЫХ ПАР
ДЛЯ xDSL ПО КРИТЕРИЮ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
СОВМЕСТИМОСТИ
Широкое применение технологий xDSL выдвинуло проблему ЭМС на первый план и заставило кардинально изменить отношение к кабельным линиям, особенно абонентского
доступа.
Кабели д л я этих линий, кроссовое о б орудование, распределительные шкафы и коробки – все это и значально разрабатывалось, производилось и эксплуатировалось как низкочастотное
оборудование. При этом особых проблем с электромагнитной
совместимостью не возникало, так как гарантированная техническими условиями величина переходного затухания между цепями кабеля на ближнем конце А0 – 70 дБ на частоте 1 кГц
обеспечивала отсутствие переходных помех.
В настоящее время, когда стоит вопрос о цифровом уплотнении кабельных линий, т. е. о передаче по ним широкого
спектра частот, эта величина, записанная в технических условиях на самый распространенный на местных сетях связи кабель ТПП, является катастрофически низкой [105].
Заметим, что на подавляющем числе комбинаций цепей
реальные значения A0 гораздо выше и составляют в среднем
90 дБ и более.
По своему техническому состоянию кабельную сеть абонентского доступа можно условно поделить на три группы:
– линии, полностью удовлетворяющие всем нормам отраслевых стандартов по электрическим характеристикам (как
правило, это новые линии);
149
– линии, в основном соответствующие нормам, но имеющие некоторые отклонения по сопротивлению изоляции (до
десятков МОм) и повышенную асимметрию (до 1–2% от сопротивления шлейфа, при норме в 0,5 %);
– линии со значительно заниженным сопротивлением
изоляции, большой асимметрией, с «разбитыми» парами (как
правило, такие линии имеют резко заниженные характеристики взаимных влияний, это замокшие кабели, находящиеся в
аварийном состоянии и требующие капитального ремонта).
То лько первые две группы линий могут быть использованы для какого-либо высокочастотного уплотнения.
Проведенные ЛОНИИС и НТЦ НАТЕКС исследования
совместной работы в одном кабеле различных цифровых систем показали [105], что взаимными влияниями между низкочастотными и уплотненными цепями можно пренебречь,
поскольку они очень незначительны благодаря высоким значениями А0 в низкочастотном диапазоне. Существенное влияние друг на друга оказывают уплотненные цепи, поэтому при
увеличении числа систем особенно на линиях максимальной
и приближающейся к ней протяженности, возникают значительные проблемы в области ЭМ С. Задача наших исследований
– поиск наиболее оптимальных вариантов их размещения.
Существующая практика оценки пригодности цепей для
цифрового уплотнения с помощью широко распространенных
анализаторов (например, LT 2000, ALT 2000, Cable Shark и др.)
основана на тестировании отдельной пары по основным параметрам постоянного тока, затухания цепи и шумовым характеристикам. На основании этих измерений дается заключение
– пригодна цепь для уплотнения или нет.
Как правило, эти выводы имеют сиюминутное значение,
так как совершенно не учитывают тот факт, что шумовая обстановка может в любой момент кардинально измениться,
стоит только по соседней цепи десятипарной группы включить цифровую или аналоговую систему передачи. Дело в том,
150
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]