Избор на вериги в кабелни линии за xDSL
Широкото използване на xDSL технологиите наложи радикална промяна в отношението към кабелните линии, особено към абонатния достъп.
Кабели за тези линии, кръстосано оборудване, разпределителни шкафове и кутии - всичко това първоначално е проектирано, произведено и експлоатирано като нискочестотно оборудване. В същото време нямаше специални проблеми с електромагнитната съвместимост (EMC), тъй като затихването на кръстосаните смущения между кабелните вериги в близкия край, A0 - 70 dB при честота 1 kHz, гарантирано от техническите условия, гарантираше липсата на кръстосани смущения.
Имайте предвид, че от днешна позиция, когато има въпрос за цифрово запечатване на кабелни линии, т.е. относно предаването на доста широк диапазон от честоти над тях, тази стойност, записана в спецификациите за най-често срещания CCI кабел в локални комуникационни мрежи, изглежда неоправдана и катастрофално ниска. За щастие, реалните стойности на A0 в по-голямата част от комбинациите от вериги са много по-високи и средно 90 dB или повече.
При по-високи честоти тези кабели изобщо не са стандартизирани, така че всички високочестотни характеристики са резултат от статистически изследвания.
Според техническото си състояние кабелната мрежа за абонатен достъп може условно да се раздели на три групи: линии, които напълно отговарят на всички норми на индустриалните стандарти за електрически характеристики. Това са нови линии и (по-рядко) линии, които се експлоатират компетентно и добросъвестно; линии, основно съответстващи на стандартите, "практически здрави", но с някои отклонения в изолационното съпротивление (до десетки MΩ) и повишена асиметрия (до 1 - 2% от съпротивлението на веригата, с норма от 0,5%); линии със значително намалено изолационно съпротивление, голяма асиметрия, ссчупени двойки. Такива линии имат рязко подценени характеристики на взаимно влияние - като правило това са кабели, които са в аварийно състояние и изискват основен ремонт.
Така че само първите две групи линии могат да се използват за всяка високочестотна компресия. С други думи, спазването на DC стандартите или поне доближаването до тях е необходимо условие, но за съжаление явно недостатъчно.
В ранните дни на мултиплексирането на цифрови абонати, разработчиците и доставчиците силно предполагаха, че тези системи могат да работят на всяка верига в рамките на допустимата дължина на линията - plug and play. Всъщност това беше така, докато една или две системи работеха в един кабел. Масовото навлизане на цифрови системи изведе проблема с електромагнитната съвместимост на преден план и го направи сериозно адресиран.
LONIIS и STC NATEKS проведоха проучване на съвместната работа в един кабел на различни цифрови системи от семейството FlexGain. Това бяха абонатни мултиплексни системи PCM 4/5 и PCM 11/12, гласови модеми IDSL NTU-128 и предавателни системи MEGATRANS. Различни по предназначение, технологии за кодиране, спектри от линейни сигнали, всички те имат едно общо нещо - предавателната среда и следователно трябва да "се справят в общ апартамент" - в един кабел. И задачата на нашето проучване е да намерим най-оптималните варианти за тяхното поставяне.
Проучванията показват, че взаимните влияния между нискочестотни и уплътнени вериги могат да бъдат пренебрегнати, тъй като те са много малки поради високите стойности на AO в нискочестотния диапазон. Уплътнените вериги оказват значително влияние една върху друга, следователно, с увеличаване на броя на системите, особено на линиите на максимума и приближаването мудължина, има значителни проблеми в областта на ЕМС.
Настоящата практика за оценка на пригодността на схемите за цифрова компресия с помощта на широко използвани анализатори (напр. LT 2000, ALT 2000, Cable Shark и т.н.) се основава на тестване на единична двойка за основен постоянен ток, затихване на веригата и шумови характеристики. Въз основа на тези измервания се прави заключение дали веригата е подходяща за уплътняване или не. Тези заключения, като правило, са от моментно значение, тъй като те напълно не отчитат факта, че шумовата ситуация може да се промени драматично във всеки един момент, необходимо е само да се включи друга цифрова или аналогова система за предаване на съседната верига на група от десет чифта.
Факт е, че основата на дизайна на кабели от този тип са десет двойки елементарни снопове, в които се появяват основните електромагнитни влияния. Влиянията между лъчите са много по-малко значими.
Няколко системи в пакет от десет чифта, работещи върху произволно избрани двойки, могат да създадат непоносима електромагнитна среда, която няма да позволи на нито една система да работи с необходимото качество.
Същността на проблема с ЕМС е следната. Както знаете, всички съвременни цифрови системи за мултиплексиране на абонати работят в двупроводен еднокабелен режим. В този случай предавателите (високо ниво на сигнала) и приемниците (ниско ниво на сигнала) на различни системи са разположени от една и съща страна на линията. По този начин основният параметър, който определя възможността за цифрова комуникация, е кръстосаното прекъсване между кабелните вериги в "близкия край" - A0.
Както знаете, има два "близки края" на абонатната линия - абонатната и станцията. И така, коя е най-простата и ефективна техника за избор на верига и къде да се произвежда?За да се отговори на този въпрос, е необходимо да се припомни най-слабата връзка на абонатната линия, която се състои от основната секция (от станцията до шкафа) и разпределителната секция (от шкафа до кутията).
Магистърската секция на абонатната линия се поддържа под въздушно налягане и се подлага на поне някаква превантивна грижа. Разпределителният участък е като че ли оставен на себе си и като правило е в по-трудно качествено състояние. В допълнение, кабелът с десет чифта винаги е подходящ за съединителната кутия и параметрите на влиянието в тези кабели, поради близостта на екрана и увеличената капацитивна асиметрия, винаги са по-лоши, отколкото в сноповете от десет чифта от много сдвоени кабели. Затова нашата концепция е: оценка на състоянието на абонатната кабелна линия от разклонителната кутия, като най-уязвимото звено в линията.
Има и друг фактор. Дузина от съединителната кутия, преминавайки през съединителната кутия, стига до напречната станция не в една и съща компактна група, а в разпръснати двойки по една или повече мълниезащитни ленти.
Следователно оценката на линията от разпределителната кутия ни изглежда технически оправдана и почти единствената осъществима.
И така, какви двойки са подходящи за цифрово уплътняване? Това е максималното групиране на двойки, за които A 0 във всяка комбинация помежду си не е по-ниска от изчислената стойност при честотата на нормализиране на тази система за запечатване. Останалите двойки са само за нискочестотна употреба.
Изборът на двойки по този принцип е единственият начин за най-рационално използване на кабелната абонатна мрежа. Извършването на такъв избор с горепосочените анализатори е сложен и практически неосъществим процес поради големия обем измервателна работа и последващия им анализ.
дадениустройството позволява такъв избор да се извърши автоматично. Операторът трябва само да въведе първоначалните данни в устройството - това е "честота" и "праг A0". „Честота“ е честотата, при която са стандартизирани параметрите на кабела за определена система за цифрово мултиплексиране. За системи, използващи HDB-3 кодиране, това е половин тактова честота, числено равна на половината от скоростта на линията (за PCM-30 това е 1 MHz). За системи, използващи кодиране 2В1 и това е по-голямата част от системите за мултиплексиране на цифрови абонати, параметърът "честота" се избира съгласно таблица 1.
„Прагът A0“ трябва да се определи съгласно формулата, известна от теорията за предаване на цифров сигнал по кабелни комуникационни линии:
където az е шумоустойчивостта на преносната система, определена от приложеното кодиране и осигуряваща точността на предаване не по-лоша от 10 -9 ; ar – работно затихване на линията;N– броят на операционните системи в един пакет от десет двойки.
Стойността на az се избира от таблица 2 в зависимост от вида на кодирането.
Приблизителна побитова скорост |
Видове кодиране | HDB3 | 2B1Q | КАП-128 | ПАМ-16 |
а3, dB | 18 | 26 | 32 | 29 |
Даваме кратко описание на устройството. Компонентите на структурата на тестера за двойки кабели са: блок за наблюдение на изправността на тестваните вериги на линията; предавател - генератор на синусоидален сигнал; селективен приемник; прагово устройство, което регистрира сигнал, който надвишава установената норма; комутационен блок за десет кабелни вериги; индикационен блок; блок за управление на микроконтролера; Автономно захранване.
Тестерът за кабелна двойка осигуряваизвършване на следните операции: проверка на изправността на изпитваните вериги за съответствие на съпротивлението на веригата със стойност от 150 до 1500 ома и отхвърляне на вериги, чието съпротивление на веригата не се вписва в определения диапазон, включително късо съединение и отворена верига; проверка на смущения в близкия край между кабелните вериги; избор според съпротивлението на контура за съответствие с определената норма (праг А0) 60, 65, 70, 75, 80, 85 или 90 dB при една от фиксираните честоти на въздействащия синусоидален сигнал 40, 80, 160, 320, 512 или 1024 kHz; избор на двойки по критерия за електромагнитна съвместимост по един от двата работни алгоритма.
проверка на всички двойки за съответствие с електрическото съпротивление на контура; изход към дисплея на броя на двойките, чиято стойност на електрическото съпротивление на веригата съответства на нормата; Оценка на кръстосаните смущения в близкия край между всички двойки, които са преминали теста за обратна връзка, съгласно принципа "всеки с всеки", за съответствие със стойността на прага A0, зададен от оператора; избор на двойки, чиито преслушвания в близкия край за всички възможни комбинации на принципа "всеки с всеки" е по-висок или равен на стойността на прага A0, зададен от оператора; извеждане на дисплея на номерата на избраните двойки.
проверка на всички двойки за съответствие с електрическото съпротивление на контура; изход към дисплея на броя на двойките, чиято стойност на електрическото съпротивление на веригата съответства на нормата; Оценка на кръстосаните смущения в близкия край между всички двойки, които са преминали теста за обратна връзка, съгласно принципа "всеки с всеки", за съответствие със стойността на прага A0, зададен от оператора; определяне на броя комбинации от двойки, за които кръстосаното смущение в близкия край е по-високо или равно на стойността, зададена от операторапраг A0 като процент от общия брой комбинации; изведе към дисплея на получената стойност като процент.
Първият алгоритъм на работа се използва за избор на двойки на съществуващи и изграждащи се линии за уплътняване с xDSL системи.Вторият може да се използва за проверка на конструктивните дължини на цифрови високочестотни кабели в производствените предприятия за съответствие с изискванията на техническите спецификации.
Освен това устройството предоставя следните сервизни функции: съхраняване на резултати от теста — до 1024 записа (номер на запис/блок, дати на теста, номера на двойки, избрани чрез съпротивление на веригата, честота и скорост на смущаване (праг A0) и номера на двойки, избрани от смущаване) във вътрешната енергонезависима памет (при изключено захранване) и показването им на течнокристален дисплей; следене на напрежението на автономен източник на захранване (батерия) за съответствие с определената норма; извеждане на резултатите от тестовете от вътрешната памет на персонален компютър. Обменът на информация между тестер на кабелни двойки и персонален компютър се осъществява чрез стандартен асинхронен интерфейс RS232 (COM порт).
Тестерът за кабелни двойки се захранва от вградена батерия или от променливотокова мрежа с напрежение 220 V ± 10% при честота 50 Hz ± 1%. Максималната консумация на енергия не надвишава 8 VA.
Времето на непрекъсната работа на тестера за двойки кабели от батерията е най-малко 8 часа. Входът и изходът на тестера за кабелна двойка (връзка към линията) са направени по симетрична схема, входното и изходното съпротивление са 120 Ohm. Габаритните размери на тестера (с изключение на изпъкналите свързващи елементи) не надвишават: 195 x 260 x 85 mm, тегло - не повече от 2,5 kg. Свързване към цоклиразлични дизайни на съединителни кутии се извършват с помощта на специални кабели. Тестерът за кабелни двойки има сертификат за съответствие от Министерството на съобщенията на България.
Нека дадем конкретен пример за използване на устройството.
Нека се изисква запечатване на абонатната линия с оборудване, работещо със скорост 300 - 400 kbit / s и използващо кодиране 2B1Q - това са четири- или петканални системи. В този случай са необходими пет вериги за уплътняване, а дължината на абонатната линия е максимална за тази система. Нормираната честота е 80 kHz, а работното затихване на линията при тази честота е 42 dB.
Замествайки първоначалните данни във формула (1), откриваме, че преслушването в близкия край A0 трябва да бъде:
A0>= 26 + 42 + 10 lg5 = 26 + 42 + 10 x 0,7 = 75 dB. (2)
Следователно, на тестера на кабелни двойки, трябва да зададете стойностите на „честота“ -80 kHz, „праг A0“ - 75 dB. След измерванията тестерът ще покаже броя на чифтовете в пакет от десет чифта, които отговарят на тези изисквания. Ако броят на тези двойки е пет или повече, тогава проблемът с избора е решен. Ако е по-малко от пет, тогава на тази абонатна линия е възможно да се кондензират само онези двойки, които тестерът е определил.
В заключение в таблица 3 са представени средните статистически данни за десетчифтови кабелни снопове на Търговско-промишлената камара от гледна точка на възможността за уплътняването им от най-разпространените системи за абонатен достъп.