Измерения параметров физического уровня потока Е1

Федеральное агентство связи

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

«Измерения параметров физического  уровня потока Е1»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка гр

 

 

Новосибирск 2012

Измерения параметров физического уровня потока Е1

Физический уровень  Е1 включает в себя:

• измерение параметров интерфейса (рек. ITU-T G.703);
• измерения соответствия формы сигнала требованиям рек. ITU-T G.703;
• определение типа линейного кодирования (кодовые ошибки);
• измерение частоты сигнала и ее вариаций (джиттера и вандера).

 

Все перечисленные параметры должны измеряться на всех этапах развития сети: развертывание, отладка, эксплуатация и модернизация. Это вызвано тем, что нарушения работы физического  уровня наиболее часты, поскольку связаны  с чисто эксплуатационными причинами (плохое качество соединений, нарушения  в кабельной системе, использование  неподходящих кабелей, неправильное проектирование систем синхронизации и т.д.).

 

Кроме того, измерения физического уровня потока Е1 обеспечивают косвенную оценку с одной стороны качества кабельных линий без проведения полного анализа кабельного хозяйства, с другой стороны – качества работы систем синхронизации (частотные измерения) и цифровой сети в целом (измерения джиттера).

 

Наиболее  важными параметрами физического  уровня потока Е1 являются параметры:

• частота линейного сигнала и ее вариации;
• уровень линейного сигнала и его затухание;
• время задержки передачи линейного сигнала;
• форма импульса сигнала;
• джиттер и вандер.

 

В настоящей главе рассмотрены  основные подходы к организации  измерений параметров физического  уровня потока Е1. Все приводимые ниже измерения относятся к эксплуатационным и по возможности проводимым без нарушения работы систем передачи (схема без отключения канала).

 

1. Измерения параметров частоты  линейного сигнала

 

Основными параметрами измерений частоты  линейного сигнала являются непосредственно  сама частота линейного сигнала (скорость передачи) и ее отклонения от стандартной, измеренная в единицах ppm. Как было указано в главе 2, максимально допустимым значением отклонения частоты линейного сигнала является 50  ppm (50х10^-6 или 102,4 Гц, что эквивалентно 102,4 бит/с). Схема измерений приведена на рисунке 1.

 

Ряд анализаторов обеспечивает измерение  параметров максимальной и минимальной  частот за время измерения. Эти два  параметра могут помочь при анализе  важных эксплуатационных параметров джиттера и вандера, отражающих стабильность синхросигнала. При наличии джиттера или вандера в системе передачи параметр частоты линейного сигнала будет периодически изменяться. Для точного измерения уровня джиттера или вандера в системе передачи необходимо применение специальных измерительных средств.

 

Однако  при проведении эксплуатационных измерений  оказывается эффективной  следующая  процедура: анализатор не только фиксирует  частоту линейного сигнала, но также  максимальную и минимальную частоты  за весь период измерений. При наличии  джиттера или вандера параметр принимаемой частоты, максимальной и минимальной частоты, будут не равны друг другу.

 

Описанный метод, использующий измерение двух дополнительных параметров, является удобным при организации эксплуатационных измерений на системах передачи, однако не получил широкого распространения  в конкретных приборах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.

 

 

2. Измерения уровня сигнала и  его затухания

 

Второй  группой параметров при измерениях физического уровня потока Е1 являются параметры уровня сигнала и его затухания при передаче. Линейный сигнал потока Е1 должен иметь амплитуду 3 В (симметричный интерфейс 120 Ом) или 2,37 В (коаксиальный интерфейс 75 Ом). В реальной практике измерения уровня сигнала выполняются двумя способами:

 

• непосредственно измеряется уровень сигнала в В или в дБм;
• измеряется относительное затухание сигнала в дБ.

 

С точки зрения практики оба метода являются эквивалентными. Для измерения  уровня сигнала или затухания  анализатор подключают к потоку Е1 высокоомно, и производят измерения. Схема измерения приведена рисунке 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2

 

 

3. Измерения времени задержки  передачи линейного сигнала 

Измерения задержки распространения сигнала (Round Trip Delay – RTD) является дополнительным параметром измерений физического уровня. Это измерение оказывается важным в случае эксплуатации систем передачи со значительными задержками распространения сигнала. В этом случае необходимо тщательное тестирование участков цифровой системы передачи, поскольку даже незначительный вклад каждого сетевого элемента системы передачи может ухудшить общий параметр задержки сигнала. Измерения параметра RTD делается обычно по схеме шлейфовых измерений (рисунок 25). Для измерений обычно используется псевдослучайная последовательность (PRBS), анализатор обеспечивает синхронизацию по  PRBS, за счет этого становиться возможным измерение RTD.

Обычно  для цифровых систем передачи устанавливаются  границы возможных значений RTD от единиц мкс до 5-10 с. При измерениях RTD необходимо всегда учитывать, что в шлейфовых измерениях сигнал проходит двойной путь, таким образом, результаты RTD с определенной точностью необходимо делить на 2, чтобы получить реальную задержку по линейному тракту.

Для тестирования различных участков по параметру RTD обычно делаются пошаговые измерения с установкой различных шлейфов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3

 

Опираясь  на схему, приведенную на рисунке 3, для примера, покажем, как это  можно сделать:

• в начале устанавливаем шлейф за линейным оборудованием на ближнем конце

                                                    

;

 

• затем измеряем RTD, установив шлейф за линейным оборудованием на дальнем конце

;

 

• предполагая малое значение параметра Т3, оцениваем параметры Т1 и Т2.

 

Между обоими комплектами линейного оборудования могут находиться регенераторы или  другое линейное оборудование за счет чего получим:

 

.

4. Анализ формы импульса

 

Рекомендация  ITU-T G.703 формулирует допустимые нормы на параметры импульса.

С точки зрения эксплуатационных измерений  анализ формы импульса чрезвычайно  привлекателен. Действительно, все  возможные неисправности на физическом уровне, будь то нарушения работы линейных устройств, повреждения кабеля или  интерференция от внешних источников электромагнитного излучения –  все это может отразиться на форме  импульса. Например, плохой контакт  в системе передачи приводит к  появлению шумовых составляющих в импульсе. Джиттер приводит к размыванию правой границы импульса. Факты намокания кабеля отражаются в появлении пилообразности импульса и т. д. В связи со всем выше перечисленным эксплуатационные измерения формы импульса в процессе эксплуатации оправданы. Схема измерений приведена рисунке 4.

 

Однако  здесь приходится признать, что современный  уровень развития техники не позволяет  реализовывать функции цифрового  осциллографа в портативные анализаторы  потока Е1. Конечно, для измерения формы импульса сигнала можно использовать отдельно цифровой осциллограф, и подобные решения в современной практике предлагаются. Измерения формы импульса цифровым осциллографом обеспечивают выполнение всех требований ITU-T и дают высокую точность измерений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Измерения параметров физического уровня Е1

Физический уровень Е1 включает в себя описание электрических параметров интерфейсов Е1 и параметров сигналов передачи, включая структуру линейного кода. Рассмотрим наиболее важные эксплуатационные параметры физического уровня Е1.

Наиболее важными параметрами  физического уровня потока Е1 являются параметры:

- частоты линейного сигнала  и ее вариации;

- уровня линейного сигнала  и его затухания;

- времени задержки передачи  линейного сигнала;

- формы импульса сигнала.

Измерения, относящиеся к  эксплуатационным (т.е. на этапе эксплуатации), выполняются по возможности без нарушения работы системы передачи.

1. Измерения параметров частоты линейного сигнала

Основными параметрами измерений  частоты линейного сигнала являются непосредственно сама частота линейного  сигнала (скорость цифровой передачи) и ее отклонение от стандартной, измеренное в единицах ppm. Максимально допустимым значением отклонения частоты линейного сигнала является 50 ppm. Анализатор Е1 включается в поток Е1 высокоомно, без нарушения связи и производит измерение параметра частоты линейного сигнала и ее отклонения.

  В соответствующем меню анализа параметров интерфейса анализатора VICTOR, где отображается значение частоты линейного сигнала (Input frequency), выраженное в бит/с, что эквивалентно Гц, а также среднее отклонение частоты линейного сигнала за период измерений (Frequency deviation), выраженное в ppm (в нашем примере - 1 ppm, что эквивалентно 2 Гц отклонения и близко к пределу точности портативного прибора).

Помимо двух перечисленных  выше параметров частоты ряд анализаторов обеспечивают измерение параметров максимальной и минимальной частот за время измерения.

Эти два параметра могут  помочь при анализе важного эксплуатационного  параметра - вандера, отражающего стабильность синхросигнала. При наличии вандера в системе передачи параметр отклонения частоты линейного сигнала будет периодически изменяться. Для точного измерения уровня вандера в системе передачи необходимо применение специальных измерительных средств.

Однако при проведении эксплуатационных измерений оказывается  эффективной следующая процедура: анализатор не только фиксирует частоту  линейного сигнала, но также максимальную и минимальную частоты за весь период измерений . При наличии вандера в системе параметр принимаемой частоты (RCV), максимальной частоты (МАХ) и минимальной частоты (MIN) будут не равны друг другу (в примере трассы 1 вандер в системе отсутствует).

Описанный метод, использующий измерение двух параметров, является удобным при организации эксплуатационных измерений на системах передачи.

2 Измерение уровня  сигнала и его затухание

Второй группой параметров при измерении физического уровня Е1 являются параметры уровня сигнала и его затухание при передаче. Линейный сигнал должен иметь амплитуду сигнала 3 В (для симметричного интерфейса 120 Ом) или 2,37 В (для коаксиального интерфейса 75 Ом). В реальной практике измерения уровня сигнала выполняются двумя способами: либо непосредственно измеряются уровень сигнала в В или дБм, либо измеряется затухание сигнала в дБ. С точки зрения практики оба метода являются эквивалентными. Для измерения уровня сигнала или затухания анализатор подключается к потоку Е1 высокоомно и производятся измерения.

3 Измерение времени  задержки передачи линейного  сигнала

Измерение задержки распространения  сигнала (Round Trip Delay - RTD) является дополнительным параметром измерений физического уровня. Это измерение оказывается важным в случае эксплуатации систем передачи со значительными задержками распространения сигнала, обычно это спутниковые системы передачи. В этом случае необходимо тщательное тестирование участков цифровой системы передачи, поскольку даже незначительный вклад каждого сетевого элемента системы передачи может ухудшить общий параметр задержки сигналов.

Измерение параметра RTD делается обычно по шлейфу линейного сигнала Е1. Для измерения используется обычно псевдослучайная последовательность PRBS, анализатор обеспечивает синхронизацию по PRBS, за счет этого становится возможным измерение RTD от единиц мкс до 5-10 с. При измерении RTD необходимо учитывать, что в шлейфовых измерениях сигнал проходит двойной путь, таким образом, результаты RTD с определенной степенью точности необходимо делить на 2, чтобы получить реальную задержку распространения сигнала по линейному тракту.

Для тестирования различных  участков по параметру RTD обычно делаются пошаговые измерения с установкой различных шлейфов. Так, в примере  рис. 5 можно было бы вначале установить шлейф за линейным оборудованием  и измерить RTD1 = 2 Т1 + ТЗ, а затем измерить RTD2 = 2Т1+2Т2+ТЗ. Предполагая малость параметра ТЗ, можно на основании этих двух измерений оценить параметры Т1 и Т2.

4 Анализ формы  импульса

В нормах на параметры физического  уровня интерфейса G.703 большая часть  параметров связана с искажениями  в форме импульса. Такие параметры, как номинальная ширина импульса, отношение амплитуд положительного и отрицательного импульсов и  отношение ширины положительного и  отрицательного импульсов непосредственно  связаны с формой импульса линейного  сигнала. В процессе распространения  цифрового сигнала по тракту цифровые импульсы искажаются. Рекомендация G.703 формулирует допустимые нормы на параметры импульса.