Pomiary parametrów torów przewodowych miedzianych

Pomiary parametrów torów przewodowych miedzianych

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA
Pomiary parametrów torów przewodowych miedzianych
przeznaczonych do realizacji usług w paśmie telefonicznym
W ramach ćwiczenia są wykonywane pomiary parametrów symetrycznych torów miedzianych na zgodność z
odpowiednimi zaleceniami ITU-T,.pod kątem realizacji wąskopasmowych usług transmisji mowy i danych (POTS) w
paśmie kanału telefonicznego 300...3400 Hz (POTS - Plain Old Telephone Service).
Zakres ćwiczenia:
A.
B.
C.
D.
E.
F.
Pomiar tłumienia w funkcji częstotliwości.
Pomiar zniekształceń opóźnieniowych i tłumieniowych w funkcji częstotliwości (ITU-T M.1020).
Pomiar odstępu sygnału od szumu kwantyzacji.
Pomiar poziomu szumu całkowitego.
Zliczanie zakłóceń impulsowych (ITU-T O.71).
Pomiar impedancji falowej.
Na stanowisku znajdują się następujące obiekty pomiarowe:
• dwa tory symetryczne Tor1 i Tor2 (zakończone łączówką) w telekomunikacyjnym kablu miejscowym
XzTKMXpw, 2x2x0,8 , długość 620 m,
• Tor3 w telekomunikacyjnym kablu miejscowym TKM o następujących parametrach: 200x4x0,5 ,
powłoka ołowiana, izolacja papierowo-powietrzna, długość 1040 m - dwa tory w pętli pomiędzy
budynkami C5-A1-C5 (gniazda G1-G2 na tablicy T5, z podłączoną łączówką). Ze względu na charakter
tego kabla w torze występują szum i zakłócenia impulsowe.
• analogowy kanał telefoniczny w systemie telefonii cyfrowej PCM 30/32 (gniazda L1-L2 na tablicy T5).
Pomiary należy wykonać dla obiektów podanych w instrukcji lub wskazanych przez prowadzącego.
Pomiary A...E są wykonywane za pomocą analizatora linii DLA-9D produkcji Wandel & Goltermann
współpracującego, poprzez interfejs RS232C, z programem terminalowym Hyper Terminal, zainstalowanym na
komputerze PC i służącym do archiwizacji wyników pomiarów (rys.1). Na stanowisku pomiarowym znajduje się
jeden analizator, który umożliwia pomiary torów symetrycznych zarówno komutowanych jak i dzierżawionych
(trwałych) w trybie 2-torowym w konfiguracji pętli. Wszystkie tory badane w ćwiczeniu są torami dzierżawionymi.
Analizator realizuje pomiary parametrów torów zgodnie z powyższymi zaleceniami ITU-T.
Badany obiekt (tor)
Złącza
pomiarowe
OUTPUT
Kable
pomiarowe
INPUT
PC
RS232
DLA-9D
Program terminalowy
do archiwizacji wyników
Rys.1. Układ do pomiaru parametrów toru kablowego.
Program terminalowy umożliwia przechwytywanie tabelarycznych wyników pomiarów wraz z wartościami
odpowiednich nastaw, wysyłanych z analizatora w opcji drukowania (Print). Dane te są przesyłane w formacie
tekstowym i należy je zapisywać do plików na własnym nośniku (pendrive, dyskietka), a następnie przedstawić w
sprawozdaniu w postaci tabel i/lub wykresów z oceną ich zgodności z odpowiednimi normami.
Pomiar impedancji falowej (pkt F) jest wykonywany za pomocą miernika impedancji RMI-1 metodą pomiaru
impedancji zwarcia i otwarcia (rozwarcia) toru.
1. Pomiary parametrów torów za pomocą analizatora DLA-9D.
Poszczególne funkcje sterujące pracą analizatora, pojawiające się na pasku funkcyjnym (dolna linia
wyświetlacza), są uruchamiane za pomocą odpowiadających im przycisków <S1>...<S5>. Funkcje te zmieniają się
w zależności od rodzaju wykonywanego pomiaru i aktualnego poziomu menu.
Do uruchomienia poszczególnych trybów pomiarowych służy przycisk <MODE> otwierający menu
Measurement Modes, z którego te tryby są dostępne. Pomiary z pkt 1.3, 1.4 i 1.7 są uruchamiane za pomocą
funkcji <RUN> na pasku funkcyjnym, a zatrzymywane automatycznie po spełnieniu zadanego kryterium lub za
pomocą funkcji <STOP>.
1.1. Czynności wstępne.
• Skonfigurować układ pomiarowy zgodnie z rys.1.
• Włączyć analizator i poczekać na automatyczne wykonanie inicjalizacyjnych procedur testowych
i otworzenie się głównego menu. W przypadku nieprawidłowego zachowania się przyrządu podczas
pomiarów można sprawdzić poprawność działania analizatora za pomocą wybranych ręcznie procedur
testujących. W tym celu należy połączyć wejście i wyjście analizatora kablem pomiarowym, a następnie z
paska funkcyjnego na dole ekranu należy uruchomić funkcję SELF TEST, wybrać określoną procedurę
i uruchomić ją funkcją RUN. Po poprawnym zakończeniu testów (brak błędów) można przystąpić do
dalszych czynności.
• Na komputerze PC uruchomić program terminalowy Hyper Terminal (za pomocą ikony na pulpicie)
i nawiązać połączenie z analizatorem (w menu Plik/Otwórz otworzyć sesję DLA9).
• Sprawdzić, czy są ustawione takie same parametry transmisji przez interfejs RS232C w analizatorze
(funkcje Main Menu / UTILITIES / Printer Parameters / SELECT) i w programie terminalowym. Typowe
ustawienia to: 9600 8 N 2. W razie potrzeby dokonać stosowanych zmian.
1.2. Ustawienie parametrów systemowych.
Przed wykonaniem pomiarów należy ustawić wartości istotnych parametrów systemowych (impedancje pracy,
rodzaj jednostek poziomu, tryb pomiaru itp), co jest realizowane z poziomu dowolnego trybu pomiarowego za
wyjątkiem D.C. Voltage, poprzez odpowiednią zmianę grupy parametrów System (za pomocą funkcji <CHANGE>
na pasku funkcyjnym). Dla wszystkich wykonywanych pomiarów (pasmo częstotliwości maks. 20 kHz) należy
ustawić impedancje pracy nadajnika i odbiornika równe 600 Ω, co wykonuje się poprzez odpowiedni wybór
wartości tzw. impedancji systemowej, a następnie ustawieniu impedancji generatora TX i odbiornika RX równych
impedancji systemowej. Rodzaj jednostek poziomu nadawanego należy ustawić na bezwzględne (Absolute - dBm),
a poziomu odebranego na względne (Relative - dB, względem poziomu odniesienia 0 dBm). Tryb pomiaru ustawić
na 2-torowy (4-przewodowy) z włączona pętlą zwrotną. Poniżej przedstawiono właściwe nastawy tych parametrów
systemowych.
TX Impedance: System
impedancja wyjściowa generatora
RX Impedance: System
impedancja wejściowa odbiornika
System Impedence: 600 Ω
impedancja systemowa
TX Measurement: Absolute
rodzaj jednostek poziomu nadawanego
RX Measurement: Relative
rodzaj jednostek poziomu odebranego
RX Reference Level: 0,0 dBm
poziom odniesienia dla jednostek względnych
Line type: Four wire
tryb pomiaru
Loopback: On
pętla zwrotna
Pozostałe parametry, wymienione poniżej, ustawić w stan wyłączenia.
Auto Power Down: Disabled
automatyczny tryb czuwania
Auto Calibration: Disabled
automatyczna kalibracja
Tone-Blanking: Disabled
wyłączanie pojedynczych częstotliwości
Po ustawieniu parametrów systemowych należy zrealizować poniższy program pomiarowy. Niektóre pomiary
są wykonywane w wykorzystaniem wbudowanych filtrów pasmowo-przepustowych posiadających następujące
zakresy częstotliwości:
•
•
•
filtr Wideband (szerokopasmowy) - 200 Hz...20 kHz,
filtr Channel (kanałowy) - 300 Hz...3,4 kHz,
filtr Psophometric (psofometryczny) - charakterystyka zgodna z zaleceniem ITU-T O.41.
1.3. Pomiar tłumienia w funkcji częstotliwości (Tor1, Tor3, kanał PCM)
Uruchomić tryb pomiarowy Freq Resp/Atten Dist przy następujących wartościach nastaw:
Odbiornik (Receiver)
Band (pasmo pomiarowe): 20 Hz – 20 kHz; wideband filter (dla torów przewodowych)
200 Hz – 4 kHz; wideband filter (dla kanału PCM)
Averaging (uśrednianie wyników pomiarów): OFF
Mult by ½ (wyliczenie zniekszt. tłumieniowych dla pojedynczego toru mierzonego w trybie 2-torowym): OFF
Threshold (dolna granica mierzonego poziomu): -60 dB
Mask name (typ maski dla zniekształceń tłumieniowych): No mask selected (ta opcja nie jest używana w
tym pomiarze)
Atten alignment freq (częstotliwość odniesienia dla zniekształceń tłumieniowych): dowolna częstotliwość
z zakresu 20 Hz - 20 kHz (ta opcja nie jest używana w tym pomiarze)
Generator (Generator)
Level (poziom wyjściowy): 0,0 dBm
Test Mode (tryb wobulacji): sweep up/down once
step type (rodzaj skoku częstotliwości): linear sweep
sweep from (częstotliwość początkowa): 200 Hz to (częstotliwość końcowa): 20 kHz (dla torów przewod.)
200 Hz to: 4 kHz (dla kanału PCM)
step rate (liczba skoków na sekundę): 4 steps/second
step size (skok częstotliwości): 200 Hz (dla torów przewodowych) oraz 100 Hz (dla kanału PCM)
W tym trybie tester realizuje automatyczny pomiar poziomu sygnału transmitowanego przez badany tor w
zadanym zakresie częstotliwości i z zadanym skokiem. Wyniki są prezentowane w formie graficznej i tabelarycznej.
Wyniki tabelaryczne dla mierzonych obiektów należy zapisać do plików za pomocą funkcji
RESULTS/TABLE/OPTIONS/Print table na pasku i przedstawić je w sprawozdaniu w postaci wykresów
tłumienia i tłumienności jednostkowej w funkcji częstotliwości.
1.4. Pomiar zniekształceń opóźnieniowych i tłumieniowych w funkcji częstotliwości (Tor1, Tor3, kanał PCM)
Pomiar jest wykonywany zgodnie z normą ITU-T M.1020, za pomocą trybu pomiarowego Group Delay/Atten
Dist przy następujących wartościach nastaw:
Odbiornik (Receiver)
Averaging (uśrednianie wyników pomiarów): OFF
Mult by ½ (wyliczenie zniekszt. tłumieniowych dla pojedynczego toru mierzonego w trybie 2-torowym): OFF
Mask name (typ maski (gabarytu) dla zniekształceń opóźnieniowych/tłumieniowych): CCITT M.1020
Generator (Generator)
Level (poziom wyjściowy): 0,0 dBm
Test Mode (tryb wobulacji): sweep up/down once
step type (rodzaj skoku częstotliwości): linear sweep
sweep from (częstotliwość początkowa): 200 Hz to (częstotliwość końcowa): 4 kHz
step rate (liczba skoków na sekundę): 4 steps/second
step size (skok częstotliwości): 100 Hz
Reference frequency (częstotliwość odniesienia dla pomiaru zniekształceń): dowolna częstotliwość z
zakresu pasma telefonicznego (uwaga: gdy określono typ maski odbiorczej parametr ten jest nieistotny)
Uwaga: w tym trybie są wykonywane jednocześnie pomiary obu rodzajów zniekształceń, a tabela pomiarowa
zawiera dane obu charakterystyk. Charakterystyki te mogą być przywoływane na ekran zamiennie za pomocą
poleceń DELAY i ATTEN na pasku funkcyjnym. Zgodnie z normą M.1020 charakterystyka zniekształceń
tłumieniowych jest mierzona względem częstotliwości odniesienia 1020 Hz, natomiast charakterystyka
zniekształceń opóźnieniowych jest mierzona względem częstotliwości, przy której występuje minimalna wartość
opóźności grupowej (zniekształcenia opóźnieniowe są ≥0).
Wyniki tabelaryczne należy zapisać do pliku za pomocą funkcji RESULTS/TABLE/OPTIONS/Print table na
pasku i przedstawić w sprawozdaniu w formie wykresów nałożonych na odpowiednie krzywe gabarytowe
zdefiniowane w zaleceniu ITU-T M.1020, pkt 2.2 i 2.3. Sprawdzić zmierzone charakterystyki na zgodność z normą.
1.5. Pomiar odstępu sygnału od szumu kwantyzacji na pojedynczej częstotliwości (kanał PCM)
W tym trybie jest wykonywany pomiar odstępu sygnału użytecznego od szumu kwantyzacji (w dB) w kanale
analogowym systemu cyfrowego PCM (pasmo 300 Hz ... 3,4 kHz) przy częstotliwości sygnału równej 1020 Hz.
Uruchomić tryb pomiarowy Signal to Noise przy następujących wartościach nastaw:
Odbiornik (Receiver)
Weighting Filter (filtr pomiarowy): Channel, Psophometric
Notch Filter (selektywny filtr zaporowy dla sygnału pomiarowego): 1020 Hz
Generator (Generator)
Freguency (częstotliwość sygnału pomiarowego): 1020 Hz
Level (poziom wyjściowy): 0 , -10, -20 , -40, -50 dBm,
Pomiar należy wykonać dla wszystkich podanych wartości poziomu sygnału z generatora i w każdym
przypadku dla obu powyższych filtrów. Wyniki odczytywać z ekranu analizatora. Wykreślić charakterystyki odstępu
sygnał / szum kwantyzacji dla poszczególnych filtrów w funkcji poziomu sygnału na wejściu kanału.
1.6. Pomiar poziomu szumu całkowitego w torze przewodowym (Tor3)
Uruchomić tryb pomiarowy Noise przy następujących wartościach nastaw:
Odbiornik (Receiver)
Weighting Filter (filtr pomiarowy): Wideband, Channel, Psophometric
Tone (częstotliwość generowanego sygnału): Without tone
Generator (Generator) - generator nie jest wykorzystywany (odłączyć kabel pomiarowy od toru).
Wolny koniec badanego toru należy obciążyć rezystorem 600 Ω. Pomiar należy wykonać dla wszystkich
powyższych filtrów. Wyniki odczytywać z ekranu odbiornika jako wartość średnią wyświetlanego poziomu szumu.
1.7. Zliczanie zakłóceń impulsowych w paśmie kanału telefonicznego (Tor3)
Pomiary są wykonywane zgodnie z zaleceniem ITU-T O.71. Należy je przeprowadzić w seansach
5-minutowych dla każdego z podanych progów zliczania zakłóceń.
Uruchomić tryb pomiarowy Events (4 kHz), podtryb – Impulsive noise ( No tone, 4kHz B/W) przy
następujących wartościach nastaw:
Odbiornik (Receiver)
Test Duration (czas trwania seansu pomiarowego): 5 min
Count Threshold (Relative) (nominalny poziom progowy zliczania zakłóceń): -60, -50 dB
Dead Time (czas martwy pomiędzy zliczanymi zakłóceniami): 3 ms
Weighting Filter (filtr pomiarowy): 275-3250 Hz
Generator (Generator) - generator nie jest wykorzystywany (odłączyć kabel pomiarowy od toru).
Wolny koniec badanego toru należy obciążyć rezystorem 600 Ω. W trakcie seansu pomiarowego tester zlicza
niezależnie zakłócenia impulsowe względem 3-ch progów: ustawionego progu nominalnego oraz progów o 3 dB
wyższego i 3 dB niższego od nominalnego. Wyniki są zapisywane do odpowiednich liczników.
Po zakończeniu każdego seansu wyniki należy zapisać do plików tekstowych za pomocą funkcji
RESULTS/OPTIONS/Print counters na pasku. W sprawozdaniu należy je przedstawić w postaci histogramów i
odnieść do zalecenia M.1020 pkt 2.6. Należy je również odnieść do zmierzonego poziomu szumu całkowitego
(pkt 1.6) w paśmie telefonicznym (z filtrem Channel) i wyciągnąć wnioski.
1.8. Pomiar impedancji falowej Zf toru w funkcji częstotliwości (Tor2)
Pomiar należy wykonać za pomocą miernika impedancji RMI-1 poprzez pomiar impedancji w stanie
zwarcia Zz i otwarcia (rozwarcia) Zo wg poniższych zależności wykładniczych:
Zf = Zz • Zo = Zz• e
jϕz
•Zoe
jϕo
=e
j
ϕz +ϕo
2
Zz•Zo
gdzie: Zz, Zo - moduły impedancji falowej toru w stanie odpowiednio zwarcia i otwarcia drugiego końca,
ϕz , ϕo
- argumenty (kąty fazowe) impedancji falowej w stanie zwarcia i otwarcia,
Zz•Zo =Zf - moduł impedancji falowej toru,
ϕz + ϕo
2
= ϕf - kąt fazowy impedancji falowej.
Pomiary wykonać dla następujących częstotliwości: 0,2 / 0,4 / 0,7 / 1 / 2 / 5 / 8 / 12 / 15 / 20 kHz.
Wyniki przedstawić w formie wykresów części rzeczywistej R i urojonej X impedancji falowej (rys.2) wg zależności:
Zf = R + jX.
na tle krzywych gabarytowych zawartych w normie ITU-T G.961 (§ 3.4, rys. 6). Dodatkowo na tym samym wykresie
przedstawić moduł impedancji falowej Zf .
Rys.2. Impedancja na płaszczyźnie zespolonej.