Отчет по практике на ОАО «Ростелеком»

Однако нельзя говорить о пропускной способности линии связи, до того как для нее определен протокол физического уровня. Именно в таких случаях, когда только предстоит определить, какой из множества существующих протоколов можно использовать на данной линии, очень важными являются остальные характеристики линии, такие как полоса пропускания, перекрестные наводки, помехоустойчивость и другие характеристики.

Для определения характеристик  линии связи часто используют анализ ее реакций на некоторые эталонные  воздействия. Такой подход позволяет  достаточно просто и однотипно определять характеристики линий связи любой природы, не прибегая к сложным теоретическим исследованиям. Чаще всего в качестве эталонных сигналов для исследования реакций линий связи используются синусоидальные сигналы различных частот. Это связано с тем, что сигналы этого типа часто встречаются в технике и с их помощью можно представить любую функцию времени - как непрерывный процесс колебаний звука, так и прямоугольные импульсы, генерируемые компьютером.

В стандартах кабелей  оговаривается достаточно много  характеристик, из которых наиболее важные перечислены ниже (первые две  из них уже были достаточно детально рассмотрены).

• Затухание (Attenuation). Затухание измеряется в децибелах на метр для определенной частоты или диапазона частот сигнала.
• Перекрестные наводки на ближнем конце (Near End Cross Talk, NEXT). Измеряются в децибелах для определенной частоты сигнала.
• Импеданс (волновое сопротивление) - это полное (активное и реактивное) сопротивление в электрической цепи. Импеданс измеряется в Омах и является относительно постоянной величиной для кабельных систем (например, для коаксиальных кабелей, используемых в стандартах Ethernet, импеданс кабеля должен составлять 50 Ом). Для неэкранированной витой пары наиболее часто используемые значения импеданса - 100 и 120 Ом. В области высоких частот (100-200 МГц) импеданс зависит от частоты.
• Активное сопротивление - это сопротивление постоянному току в электрической цепи. В отличие от импеданса активное сопротивление не зависит от частоты и возрастает с увеличением длины кабеля.
• Емкость - это свойство металлических проводников накапливать энергию. Два электрических проводника в кабеле, разделенные диэлектриком, представляют собой конденсатор, способный накапливать заряд. Емкость является нежелательной величиной, поэтому следует стремиться к тому, чтобы она была как можно меньше (иногда применяют термин «паразитная емкость»). Высокое значение емкости в кабеле приводит к искажению сигнала и ограничивает полосу пропускания линии.
• Уровень внешнего электромагнитного излучения или электрический шум. Электрический шум - это нежелательное переменное напряжение в проводнике. Электрический шум бывает двух типов: фоновый и импульсный. Электрический шум можно также разделить на низко-, средне- и высокочастотный. Источниками фонового электрического шума в диапазоне до 150 кГц являются линии электропередачи, телефоны и лампы дневного света; в диапазоне от 150 кГц до 20 МГц - компьютеры, принтеры, ксероксы; в диапазоне от 20 МГц до 1 ГГц - телевизионные и радиопередатчики, микроволновые печи. Основными источниками импуль-сного электрического шума являются моторы, переключатели и сварочные агрегаты. Электрический шум измеряется в милливольтах.
• Диаметр или площадь сечения проводника. Для медных проводников достаточно употребительной является американская система AWG (American Wire Gauge), которая вводит некоторые условные типы проводников, например 22 AWG, 24 AWG, 26 AWG. Чем больше номер типа проводника, тем меньше его диаметр. В вычислительных сетях наиболее употребительными являются типы проводников, приведенные выше в качестве примеров. В европейских и международных стандартах диаметр проводника указывается в миллиметрах. Естественно, приведенный перечень характеристик далеко не полон, причем в нем представлены только электромагнитные характеристики и его нужно дополнить механическими и конструктивными характеристиками, определяющими тип изоляции, конструкцию разъема и т. п. Помимо универсальных характеристик, таких, например, как затухание, которые применимы для всех типов кабелей, существуют характеристики, которые применимы только к определенному типу кабеля. Например, параметр шаг скрутки проводовиспользуется только для характеристики витой пары, а параметр NEXTприменим только к многопарным кабелям на основе витой пары.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Оценка перспективного измерительного  оборудования для эксплуатации  металлического кабеля в современных  условиях

 

Всю измерительную технику современных  телекоммуникаций можно условно  разделить на два основных класса: системное и эксплуатационное измерительное оборудование. Требования к обоим классам значительно отличаются, соответственно, отличаются функции приборов, схемы их использования, спецификации тестов и т.д.

К системному оборудованию относится измерительное оборудование, обеспечивающее настройку сети в целом и ее отдельных узлов, а также последующее мониторирование состояния всей сети. Системным оно называется потому, что современное оборудование этого класса имеет широкие возможности интеграции в измерительные комплексы, сети измерительных приборов и входить в качестве подсистем в автоматизированные системы управления связью (Telecommunications Management Networks - TMN).

Эксплуатационное измерительное оборудование должно обеспечивать качественную эксплуатацию отдельных узлов сети, сопровождение монтажных работ и оперативный поиск неисправностей.

Разделив весь спектр оборудования на два основных класса, легко понять требования к каждому из них. Эти  требования существенно различны для  перечисленных классов и представлены на рисунке 5 в порядке уменьшения приоритетности.

Рисунок 5 – Требования к измерительному оборудованию

Для системного оборудования основным требованием является максимальная функциональность прибора: его спецификация тестов должна удовлетворять всем существующим и большинству перспективных стандартов и методологий. В противном случае прибор не обеспечит полной настройки и оценки параметров сети.

Другим требованием является возможность  интеграции в системы приборов и  интеграции с вычислительными средствами и сетями передачи данных. Это также существенно в условиях создания TMN, куда должны быть включены и измерительные средства.

Требование модернизируемости  важно в силу быстрого развития технологии и принятия новых стандартов.

Удобство работы является следующим по важности параметром. Имеется ряд многофункционального системного оборудования с "недружественными" интерфейсами. Использование таких приборов требует от специалиста долгого изучения прибора, что не всегда эффективно.

Стоимость для системного оборудования не первичный критерий выбора, поскольку для приборов этого класса она прямо зависит от функциональности. Портативность для этого класса оборудования не требуется.

Эксплуатационное оборудование в первую очередь должно быть портативным и дешевым, затем надежным и уже после этого многофункциональным.

Предлагаемая классификация измерительного оборудования является условной, учитывая общую тенденцию к миниатюризации в современной электронной промышленности. В связи с этим системное оборудование становится постепенно портативным, тогда как эксплуатационное оборудование становится все более многофункциональным.

Разделение оборудования на системное  и эксплуатационное полезно при  сравнении оборудования различных  производителей.

Измерения на вторичных сетях связи, обычно включающие в себя следующие группы: измерения канального уровня, протокол-анализ работы устройств, анализ трафика и качества предоставления услуги.

Для удобства рассмотрения технологий измерений на вторичных сетях  связи можно выделить несколько групп таких измерений.

Рисунок 6 – Основные группы измерений на вторичных сетях

 

Группа измерений канального уровня - это измерения интерфейсов с  первичной сетью, характеристик  каналов вторичных сетей и  цикловой (пакетной) структуры передаваемой информации. Как правило, эта группа измерений относится к измерениям на первичной сети

Группа измерений, связанная с анализом протоколов, едина для всех вторичных сетей. Во вторичных сетях для организации взаимодействия устройств сети используются различные протоколы сигнализации. Логический протокол-анализ работы узлов сети необходим для анализа корректной работы устройств и выявления возможных противоречий в их работе.

Отдельно от группы измерений протокол-анализа  стоят измерения, связанные с  имитацией трафика. Эти измерения необходимы для анализа способности сети связи передавать и коммутировать заданную нагрузку трафика.

Измерения параметров качества предоставляемых  услуг являются довольно разнородными для разных вторичных сетей.

Представителем нового и перспективного оборудования является рефлектометры РЕЙС 205, 305 и 405 серии.

5.1 Рефлектометр цифровой РЕЙС-205 представлен на рисунке 2

 

 

Назначение

Рефлектометр цифровой РЕЙС-205 с измерительным мостом разработан специально для определения всех видов повреждений кабельных линий связи и других типов кабельных линий. 

Возможности рефлектометра цифрового  РЕЙС-205:

1. Измерения кабельной линии с целью локализации места повреждения

• обнаружение и точное определение расстояния до места любого повреждения (короткое замыкание, обрыв, низкоомные утечки, высокоомные утечки, понижение изоляции) кабельных линий связи, силовых кабельный линий и любых других кабельных линий локационным методом (методом импульсной рефлектометрии), мостовым методом, волновым методом и методом кратковременной дуги;
• замена всех отечественных приборов для определения мест повреждения в кабельных линиях: Р5-9, Р5-10, Р5-13, Р5-17, К6Р-5, ЦР-0200, ПКП-5, ИРК-ПРО и многих зарубежных импульсных приборов и мостов фирмы Seba Dynatronic (Германия), фирмы Hagenuk (Германия), фирмы Riser Bond (США) и других фирм;
• паспортизация кабельных линий с созданием и сохранением в энергонезависимой встроенной памяти и на компьютере базы данных (паспортов) по рефлектограммам и параметрам обслуживаемых линий;
• диагностика состояния кабельной линии за счет сравнения рефлектограмм, сопротивления изоляции и других параметров кабельной линии с ранее измеренными значениями (паспортными данными);
• измерение длины линии (в том числе длины кабеля на бухте или барабане);
• измерение коэффициентов укорочений и запись их в энергонезависимую память;
• определение волнового сопротивления линии.

2. Серийные и приемочные измерения кабельных линий

• измерение сопротивления изоляции;
• измерение сопротивления шлейфа (петли);
• измерение оммической асимметрии (разности сопротивлений жил);
• измерение емкости линии;
• сохранение измеренных параметров кабельных линий во встроенном запоминающем устройстве и на компьютере. 

Области применения

• Прокладка кабельных линий всех типов
• Поиск мест повреждений в кабельных линиях всех типов
• Эксплуатация кабельных линий сельских, городских и междугородних телефонных станций
• Эксплуатация кабельных линий связи во всех отраслях народного хозяйства
• Кабельное телевидение и компьютерные сети
• Эксплуатация линий связи и электропередачи промышленных предприятий и учреждений, железных дорог, нефтепроводов, электростанций, судов и самолетов
• Паспортизация кабельных линий
• Диагностика состояния кабельных линий
• Производство и торговля кабелями

Отличительные особенности

• Реализация нескольких методов определения мест повреждений в кабельных линиях
• Низкая инструментальная погрешность измерения - не более 0,2%
• Цифровая индикация выходного сопротивления
• Наглядность измерений за счет отображения рефлектограмм, режимов измерения, измерительных схем, измеренных параметров, комментариев и подсказок оператору на большом ЖК-экране (115х90 мм) с высоким разрешением (320х240 точек), подсветкой и подогревом
• Возможность регулировки яркости и контрастности изображения
• Отведение большей части экрана (72% площади) под отображение рефлектограмм и тонкий луч обеспечивают особое удобство при анализе рефлектограмм
• Отображение на экране подробных схем подключения линии при измерении мостовым методом упрощает работу с прибором
• Мощный зондирующий импульс, наличие специального компенсирующего импульса
• Три рефлектометрических входа для одновременного подключения трех линий
• Наличие встроенных часов позволяет не только постоянно индицировать текущее время, но и запоминать в памяти точное время записи рефлектограмм
• Простота и удобство управления
• Возможность работы при недостаточной освещенности
• Выход на компьютер
• Питание: от встроенных аккумуляторов, промышленной сети 85...265В частотой 47...63 Гц или бортовой сети автомобиля 11...15В
• Небольшое энергопотребление, наличие режима энергосбережения
• Наличие индикации заряда аккумуляторов позволяет выполнить их своевременную подзарядку
• Высокая надежность, прочный пластмассовый корпус
• Широкий диапазон рабочих температур –10…+50°, (реально, за счет наличия подогрева -20...+50° С)
• Удобная складывающаяся ручка для переноски. Специальные складывающиеся ножки обеспечивают удобство работы с прибором в горизонтальном, вертикальном и наклонном положениях
• Небольшой вес 2 кг. 

Используемые методы измерения

В рефлектометре РЕЙС-205 наряду с традиционным методом импульсной рефлектометрии, при котором надежно и точно определяется длина линии, расстояние до мест короткого замыкания, обрыва, низкоомной утечки и продольного увеличения сопротивления (например, в местах скрутки жил и.т.п.), дополнительно реализуется мостовой метод измерения.

Мостовой метод измерения - позволяет с высокой точностью измерять сопротивление шлейфа, оммическую асимметрию, емкость линии, сопротивление изоляции, определить расстояние до места высокоомного повреждения (понижения изоляции) или обрыва линии.

Использование мостового  метода особенно важно при измерениях кабелей связи и при паспортизации  кабельных линий.

Управление и анализ характеристик встроенным микропроцессором 
Управлением всем процессом измерения (сравнение, вычитание, отстройка от помех, контроль за напряжением питания, запоминание, вывод информации на экран и т.п.) и обработкой информации занимается мощный встроенный микропроцессор.

Наличие специальных  многофункциональных кнопок управления, расположенных непосредственно у экрана, и кнопок изменения параметрами позволяет оперативно изменять любой из выбранных параметров. Цена данного рефлектометра колеблется в районе 67000 рублей.

5.2 Рефлектометр цфровой РЕЙС-305

 

 

Рисунок 7 – Рефлектометр цифровой РЕЙС-305

 

Назначение

Рефлектометр РЕЙС-305 является малогабаритным мощным цифровым рефлектометром, очень простым в применении, который разработан специально для обнаружения всех видов повреждений в силовых и других кабельных линиях.

РЕЙС-305 это измерительная  система, которая позволяет выполнять  измерения на кабельных линиях одним  из трех методов: импульсной рефлектометрии, колебательного разряда и импульсно-дуговым методом. 

 

 Метод рефлектометра  не требует дополнительного оборудования.  

Метод колебательного разряда  и импульсно-дуговой метод могут  быть реализованы только при совместном использовании с прибором РЕЙС-305 дополнительного оборудования. 

Например, для метода колебательного разряда необходимы: источник высокого напряжения, ударный генератор, устройство подключения в кабельной линии.

Для импульсно-дугового метода необходимо устройство формирования короткой дуги и некоторые другие устройства.

Наличие метода рефлектометра  позволяет использовать РЕЙС-305 для  измерения не только на силовых, но и любых других кабельных линий.

Области применения

• Поиск мест повреждений в силовых кабельных линиях - тремя методами, в других кабельных линиях - по крайней мере одним методом - методом импульсной рефлектометрии.
• Особо эффективно использование РЕЙС-305 в электротехнических кабельных лабораториях.
• Эксплуатация линий электропередачи промышленных предприятий и учреждений, железных дорог, нефтепроводов, электростанций, судов и самолетов.
• Паспортизация кабельных линий.
• Диагностика состояния кабельных линий, в том числе посредством определения "мерцающих" повреждений.
• Эксплуатация различных кабельных линий во всех отраслях народного хозяйства.
• Производство и торговля кабелями.