Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра телекоммуникационных систем

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯХ

Методические указания к лабораторным работам

для студентов специальности

6М071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации

Алматы 2011

Составители: Е.Ю. Елизарова. Т.А.Абишева. Методы и средства измерений в телекоммуникациях. Методические указания к выполнению лабораторных работ (для студентов специальности 6М071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации).– Алматы: АУЭС, 2011.-35с.

Методические указания содержат общие сведения о выполнении лабораторных работ. В работе указаны описания установки и измерительной аппаратуры. В каждой работе приведены функциональные схемы лабораторных установок, контрольные вопросы, список используемой литературы.

Методические указания предназначены для студентов специальности 6М071900 - Радиотехника, электроника и телекоммуникации.

Ил. 18 , библиогр. 9 назв.

Рецензент: канд. техн. наук,. проф. Г.С. Казиева.

Печатается по плану издания НАО «Алматинского университета энергетики и связи» на 2011год.

©НАО « Алматинский университет энергетики и связи», 2011 г.

1 Лабораторная работа. Изучение принципа работы цифрового тестера ЕDСТ2. Измерение коэффициента ошибок потока Е1

Цель работы:

-получение навыков обнаружения аварийных сигналов при помощи индикации светодиодами: потеря сигнала, потеря цикловой и сверхцикловой синхронизации, потеря последовательности. Анализ влияния аварийной сигнализации на измерения ошибок.

1.1 Подготовка к работе

Изучить особенности измерений потока Е1, в частности анализ цикловой и сверхцикловой структуры потока Е1.

1.2 Рабочее задание

1.2.1 Изучить причины возникновения аварийных сигналов.

1.2.2 Изучить назначения световых индикаторов цифрового тестера.

1.2.3 С помощью цифрового анализатора произвести измерения основных ошибок при влиянии аварийной сигнализации.

1.3.4 Сделать анализ полученных результатов.

1.3 Описание лабораторной установки

Цифровой тестер связи EDCT 2, многофункциональный измерительный прибор для тестирования ошибочных бит измерительного сигнала цифровых цепей и услуг.

Тестер ИКМ Потока EDCT 2 может работать как в режиме со структурой цикла (PeK.G704), так и в режиме неструктурированного сигнала для сквозного и петлевого тестирования цифровых каналов. Он используется, для проверки различного оборудования и цепей, работающих на скорости 2048 кбит/с.

Основная область использования:

- Установка цифровых линий телесвязи и служб и их обслуживание.

- Долговременный сетевой мониторинг.

- Техническое обслуживание и поиск неисправностей.

1.4 Порядок выполнения работы

1.4.1 Изучить назначение световых индикаторов, рисунок 1.

Назначение световых индикаторов:

MAINS – основной индикатор;

CHARGE – проверка процесса зарядки аккумулятора;

ERR – ошибки;

PL - потеря последовательности (ПОСЛЕД. LOSS). Светодиод светит, если на стыке приема тестер EDCT 2 не синхронизируется испытательной последовательностью.

MRAI - потеря сверхцикловой синхронизации. Светодиод светит, если 6-ой бит сверхцикла в состоянии "1".

LОMF - потеря сверхцикловой синхронизации (LOSS OF MULTIFRAME). Светодиод светит, если на стыке потеря синхронности сверхцикла.

RAI - сигнал информационного аварийного состояния. Светодиод светит, если бит 3 нечетного цикла в состоянии "1".

LOF - потеря цикловой синхронизации (LOSS OF FRAME). Светится, если на стыке пропал цикловой синхросигнал или внешний измеритель фазового дрожания не может синхронизироваться.

AIS - сигнал информационный аварийного состояния. (АВ.СИГ. INDICATION SIGNAL). Светодиод светит, если на стыке количество нулей меньше 3-х (из 512 битов).

LOS - потеря сигнала ( LOSS OF SIGNAL). Светодиод светит, если на стыке отсутствует входной сигнал.

Индикация тестера EDCT 2

Рисунок 1 – Лицевая панель тестера

1.4.2 Собрать схему, представленную на рисунке 2, выбрав по заданию симметричный или коаксиальный интерфейс.

Т а б л и ц а 1

№ 3ач книжки

Соеди-нение

Симмет-ричное

Коакси-альное

Симмет-ричное

Коакси-альное

Симмет-ричное

Коакси-альное

Симмет-ричное

Коакси-альное

Симмет-ричное

Коакси-альное

Сопро-тивле-ние, Ом

120

Нагруз-ка

нормальная

Чувствительность

Низкая

Высо-

кая

Высо-кая

Низкая

Высо-

кая

Высо-

кая

Низкая

Высо-

кая

Ав.сиг-нализа-ция

Вкл

НЕТ

Сисс

Сиасд

Сиг СИАС

ПС

Вкл

НЕТ

Сисс

Сиасд

Бит ошибки

10е-1

10е-2

10е-3

10е-4

10е-5

10е-6

10е-7

10е-1

10е-2

10е-3

Продолжитель-ность, мин

1 час

Изучив назначение световых индикаторов и кнопок меню, необходимо включить прибор.

Рисунок 2 – Лабораторная установка

1.4.3 На лицевой панели тестера нажать ENTER, появляется следующее меню, рисунок 3.

Рисунок 3 – Настройка меню

Далее произвести настройку цифрового тестера для измерения коэффициента ошибок по следующему алгоритму:

а) установка параметров стыка:

1) ТХ (разъем передатчика) – коаксиальный;

2) RХ (разъем приемника) – коаксиальный;

3) сопротивление - 75 Ом;

4) ПРМ нагрузка (нагрузка приемника) – нагружен, стык нагружен на номинальное сопротивление;

5) чувствительность входа (определение чувствительности входа 2 Мбит/с потока) – низкая (12 дБ).

Клавишей ESC выйти в главное меню, установить курсор на строку уст . режима работ и нажать кнопку ENTER. В результате на дисплее отображается многостороннее меню;

б) установка режима работ:

1) КОЭФ ОШ 2Мбит/с:

- тип последовательности;

- ПСМ15/PRBS15;

- ПРД аварийная сигнализация;

- вставка бит ошибок – одиночный;

- линейный код – НDB3 или AMI;

2) ПРД синхронизации – внутренний.

Клавишей ESC выйти в главное меню и настраиваем режим «Дополнительно»;

в) дополнительно: - автоустановка – подождать, когда автоматически определиться тип потока на входе.

Выход в главное меню и настройка времени тестирования;

д) время тестирования:

1) тестовый период – одиночный;

2) продолжительность тестирования в пункте «Продолжение» - по заданию преподавателя (от 1 мин. До 10 мин).

1.4.4 Процесс настройки тестера закончен переходим к тестированию:

а) нажимаем «START» на панели прибора;

б) пошло время тестирования. Для вставки ошибок нажимаем кнопку «fun U» на лицевой панели прибора;

в) кнопками «PGUP» и «PGDM» просматриваем состояние тестирования и результаты тестирования. Результаты тестирования кнопкой Prt Sc перенести в отчет и сделать расшифровку результата.

Ожидаемые результаты измерения:

us - непригодность: число непригодных секунд в течение периода испытания. Система "пригодна", если коэффициент ошибки, измеряемый в течение периода 1 сек лучше, чем порог сильно пораженных ошибками секунд для 10 или больше секунд, следующих друг за другом. Система сама "непригодна", если КО(коэффициент ошибок), измеряемый в течение периода 1 сек хуже, чем порог сильно пораженных ошибками секунд для 10 или больше секунд, следующих друг за другом. Во второй колонке результатов число непригодных секунд в течение периода теста выражается в процентах от числа действительно прошедших секунд;

ES - ошибочные секунды, подсчитанные в течение пригодного времени. Во второй колонке результатов ошибочные секунды, подсчитанные в течение пригодного времени выражаются в процентах от пригодного времени (в сек);

SES - число сильно пораженных ошибками секунд подсчитывается в течение пригодного времени. Сильно ошибочной секундой является секунда, имеющая коэффициент ошибки (К ОШ) хуже, чем 10^-3. Все секунды аварийной сигнализации учитываются как SES, см. ниже. Во второй колонке результатов число сильно пораженных ошибками секунд выражается в процентах пригодного времени в сек;

DM - число испорченных минут в течение периода измерения. Число деградированных минут представляет собой интервал времени, состоящий из 60 секунд (1 мин) пригодного времени (без сильно пораженных ошибками секунд), в течение которых К ОШ хуже, чем 10.Во второй колонке результатов число ошибочных минут выражается в процентах от прошедших минут пригодного времени. События секунд аварийной сигнализации подсчитываются прибором как сильно пораженные ошибками секунды по G.821 (SES) и ошибочные секунды по G.821 (ES). Эти аварийные сигнализации уже были упомянуты при текущей установке прибора. В результате увеличивается подсчет ES и SES, и это влияет на соответствующие результаты анализа по G.821.

Тестер регистрирует число секунд, в которых встретилось заданное событие аварийной сигнализации.

- пс/los - Loss Of Signal - пропадание цифрового сигнала;

- сиас/ais - Alarm Indication Signal - появление сигнала СИАС/AIS;

- пп/pl - Pattern Loss - нарушение синхронизации.

1.5 Сделать анализ результатов проведенных измерений

1.6 Контрольные вопросы

1.6.1 Назовите световой индикатор длительности потери сигнала.

1.6.2 Как влияет аварийная сигнализация на подсчет ошибок?

2 Лабораторная работа . Анализ неисправностей линейного тракта ИКМ. Измерение коэффициента битовых ошибок псевдослучайного сигнала

Цель работы:

-получение навыков устранения неисправностей линейных трактов ИКМ со скоростью передачи 2048 кбит/с. и измерения коэффициента ошибок (КО) бита псевдослучайного сигнала.

2.1 Подготовка к работе

Изучить методологию измерений параметров цифровых каналов, возникновение битовых ошибок и их влияние на параметры цифровой передачи.

2.3 Рабочее задание

2.3.1 Изучить принцип работы и назначение основных элементов управления генератора псевдослучайных сигналов и цифрового тестера.

2.3.2 Изучить принцип измерения коэффициена битовых ошибок псевдослучайного сигнала.

2.4 Описание лабораторной установки

Лабораторная установка состоит из генератора псевдослучайных сигналов со скоростью 2048 кбит/с, кодирование AMI или HDB3 (ЕМТ 2Т) и измерителя КО бита (ЕDСТ2). Цифровой передатчик предназначен для ввода в поток сигналов однократных ошибок бита или непрерывного ввода КО бита 1х10^-3. Цифровой тестер измеряет КО бита псевдослучайного сигнала, обеспечивая этим проверку передачи цифрового канала. Индикация измеряемого КО в пределах от 1х10^-6 до 1х10^-2 происходит с помощью световых индикаторов.

2.5 Порядок выполнения работы

Собрать схему, представленную на рисунке 4, выбрав по заданию преподавателя коаксиальный или симметричный интерфейс.

Рисунок 4 – Схема подключения лабораторной установки

Изучив назначение световых индикаторов и кнопок меню необходимо включить приборы.

2.5.1 На лицевой панели цифрового передатчика установить код AMI, и сопротивление в соответствии с выбранным интерфейсом 75 Ом или 120 ОМ.

2.5.2 На лицевой панели тестера нажать ENTER, появляется следующее меню, рисунок 5.

Рисунок 5 – Настройка меню

Далее произвести настройку цифрового тестера для измерения коэффициента ошибок по следующему алгоритму:

а) установка параметров стыка:

1) ТХ (разъем передатчика) – коаксиальный;

2) RХ (разъем приемника) – коаксиальный;

3) сопротивление - 75 Ом;

4) ПРМ нагрузка (нагрузка приемника) – нагружен, стык нагружен на номинальное сопротивление;

5) чувствительность входа (определение чувствительности входа 2 Мбит/с потока) – низкая (12 дБ).

Клавишей ESC выйти в главное меню, установить курсор на строку уст.режима работ и нажать кнопку ENTER. В результате на дисплее отображается многостороннее меню ;

б) установка режима работ:

1) КОЭФ ОШ 2Мбит/с:

- тип последовательности;

- ПСМ15/PRBS15;

- ПРД полярн. Послед.;

- инвертированная.:

2) далее:

- вставка бит ошибок;

-Вкл.

3) - линейный код – НDB3 или AMI, в соответствии с кодом выставленным на передатчике;

4) - ПРД синхронизации – внутренний;

5) клавишей ESC выйти в главное меню и настроить режим «Дополнительно»;

в) дополнительно: - автоустановка – подождать, когда автоматически определиться тип потока на входе.

Выход в главное меню и настройка времени тестирования:

г) время тестирования;

1) тестовый период – одиночный;

2) продолжительность тестирования в пункте «Продолжение» - по заданию преподавателя (от 1 мин. До 10 мин).

2.5.2 Процесс настройки тестера закончен переходим к тестированию:

а) нажимаем «START» на панели прибора;

б) пошло время тестирования. На передатчике нажимаем кнопку «ошибки» до окончания, выбранного времени. Переключить тумблер с кода НDB3 на AMI – это даст возможность посмотреть ошибки кода;

в) кнопками «PGUP» и «PGDM» просматриваем состояние тестирования и результаты тестирования.

Результаты измерения:

efs - безошибочные секунды подсчитываются для всех источников в
течение полного прошедшего времени. Подсчет блокируется при определенных условиях аварийной сигнализации.

efs% - число безошибочных секунд в течение времени тестирования
ошибки - ошибки подсчитываются для всех источников в течение полного прошедшего времени.

коэф . ош. - коэффициент ошибок вычисляется из числа ошибок. I

текущ.к.ош. - текущий коэффициент ошибки, измеряемый в течение последней секунды.

В ходе измерения все выше перечисленные параметры оцениваются для ошибок бита и кода.

2.6 Сделать выводы по результатам проведенных измерений

2.6.1 По результату измерений битовых и кодовых ошибок сделать анализ: определения ошибочных секунд, число безошибочных секунд, ошибок полного времени тестирования.

2.7 Контрольные вопросы

2.7.1 Назовите причины возникновения битовых ошибок.

2.7.2Какое влияние оказывают битовые ошибки на параметры цифровой передачи?

2.7.3 Назовите основные параметры измеряемые в бинарном цифровом канале.

2.7.4 Какие тестовые последовательности вы знаете?

3 Лабораторная работа . Изучение принципа работы анализатора электрического кабеля “EFL 10”, реализованного на виртуальной демонстрационной программе EFL10DEMO

Цель работы:

-приобретение практических навыков измерений электрического кабеля. с помощью анализатора электрического кабеля типа “EFL 10”.

3.1 Подготовка к работе

Изучить общие тенденции в измерительных технологиях электрических кабелей.

3.2 Рабочее задание

3.2.1 Изучить методы и средства измерения электрических кабелей.

3.2.2 Получить навыки измерения сопротивления шлейфа, омической асимметрии, сопротивления изоляции, рабочей емкости, определения места повреждения изоляции и жил.

3.3 Описание лабораторной установки

При открытии программы отображается передняя панель прибора с дисплеем и клавиатурой. При щелчке мышью на клавиатуре "виртуальный" EFL 10 будет вести себя, как реальный прибор, помогая пользователю выполнить все измерительные процедуры, но, конечно, только "виртуально", ( см. рисунок 7).

Рисунок 7 – Лицевая панель прибора

Прибор EFL10 является небольшим портативным прибором, предназначенным для технического обслуживания и поиска повреждений кабелей связи, а также приемочных испытаний кабелей связи. Прибор подходит для измерения параметров кабеля таких, как:

— сопротивление шлейфа;

— омическая асимметрия;

— сопротивление изоляции;

— рабочая емкость кабеля;

— температура кабеля;

— влияние напряжения переменного (АС) и постоянного (DC) тока.

А также подходит для определения места повреждения изоляции и жил, таких, как:

— утечка;

— обрыв ;

— простая и двойная разбитость пар (перепутывание).

Прибор EFL 10 рассчитывает длину кабеля (DTS) и расстояние между измерительным прибором и повреждением (DTF) из сохраненных или определенных параметров кабеля и из сохраненной или определенной температуры кабеля.

3.4 Порядок выполнения работы

3.4.1 Включить прибор нажатием ON/OFF. Произвести самокалибровку. Режим самокалибровки восстанавливает начальные настройки (т.е. режим “по умолчанию”), что необходимо при каждом начале работы с прибором.

3.4.2 Установка температуры кабеля по умолчанию.

При включении прибора EFL 10 автоматически вызывается значение температуры по умолчанию в формате:

D = XX. X °С.

Если необходимо, это значение по умолчанию может быть изменено пользователем. Пользователь может изменить его путем нажатия клавиши TEMP, изменив новое значение температуры, и подтвердить его с помощью ENTER. Это значение температуры будет действующим после операций выключения и включения.

3.4.3 Измерения сопротивления шлейфа.

В приборе EFL 10 предлагается четыре режима измерения сопротивления шлейфа в зависимости от числа жил (проводов), участвующих в измерении. Во всех режимах на дальнем конце к измеряемой секции кабеля следует подключить перемычку, соединяя вместе все жилы. Чтобы дать возможность автоматически подсчитать длину кабеля из измеренного сопротивления шлейфа, пользователь должен ввести типоразмер жил и температуру измеряемого кабеля.

По умолчанию типоразмер жил: Cu 0.40, а температура измеренная = -10^◦С.

3.4.4 По заданию преподавателя студент выбирает проводной режим измерения сопротивления шлейфа, процедура измерения следующая:

Выберите режим «2-WIRE» вспомогательного меню измерения сопротивления шлейфа и нажмите клавишу ENTER. Появляющийся экран покажет соединения жил кабеля с выводами прибора EFL10. Введите эти соединения. При нажатии теперь клавиши ST/SP измерение запускается. Как только процедура измерения завершается, появляется экран результатов:

— сопротивление шлейфа RL;

— расстояние до перемычки DTS, т.е. длину кабеля, вычисленную из RL, с учетом отображаемых значений типоразмера жил и температуры;

— значения m/Ω кабеля, рассчитанные из измеренного RL.

Когда известна (например, из проектной схемы прокладки кабеля) полная длина кабеля, т.е. расстояние от ближнего конца до перемычки на дальнем конце, пользователь может преобразовать систему вычисления прибора EFL 10. Это означает, что пользователь вместо ввода типоразмера и считывания DTS, может ввести длину кабеля и прибор EFL 10, тогда вычислит значение m/Ω измеряемого кабеля (см.рисунок 6).

---

Рисунок 6

В режимах сопротивления шлейфа и определения места повреждения расчеты прибора EFL 10 основаны на значении температуры, введенной пользователем ранее или введенной автоматически после включения в качестве значения по умолчанию. Однако после появления первых результатов измерения, оно может быть изменено путем нажатия клавиши Temp. При этом инвертируется окошко температуры Temp экрана, позволяя пользователю прокрутить набор режимов температуры, оперируя клавишами горизонтального курсора. D= является температурой по умолчанию, М= является последней измеренной температурой и S= является выбранным режимом для введения новой температуры.

Выбирая S= режим, новое значение температуры, предпочтительно, температура измеряемого кабеля, может быть введено цифровыми клавишами. Измененное значение температуры нужно подтвердить с помощью ENTER. Прибор EFL 10 изменит результаты измерения в соответствии с новой температурой. Впредь, как только прибор EFL 10 становится включенным, все его расчеты будут основаны на новой измененной температуре

3.4.5 Измерения сопротивления изоляции.

Прибор EFL 10 предлагает три режима измерения сопротивления изоляции в зависимости от числа жил, участвующих в измерении. Нужную комбинацию студент выбирает по заданию преподавателя.

Процедура измерения.

Выберите режим 2-WIRE вспомогательного меню и нажмите клавишу ENTER. Появляющийся экран покажет соединения жил кабеля с выводами прибора EFL10. Введите эти соединения. При нажатии теперь клавиши ST/SP измерение запускается. Как только процедура измерения завершается, появляется экран результатов, представляя результаты измерений.

Примечание - после нажатия клавиши Ω/m, пользователь может ввести с помощью цифровых клавиш длину кабеля в инвертированное окошко экрана, что позволяет прибору EFL 10 вычислить значение GΩ/km сопротивления изоляции Fab. Введенное число нужно подтвердить нажатием ENTER .

3.5 Сделать выводы о проделанной работе

3.6 Контрольные вопросы

3.6.1 Назвать общие тенденции в измерительных технологиях электрических кабелей.

3.6.2 Назовите основные типы рефлектограмм металлических кабелей.

4 Лабораторная работа. Получение навыков работы с оптическим рефлектометром

Цель работы:

-изучение принципов работы рефлектометра и получение навыков исследования рефлектограмм.

4.1 Подготовка к работе: ознакомиться с инструкцией по эксплуатации прибора. Изучить метод обратного рассеивания.

Принцип оптической рефлектометрии (OTDR-Optical Time Domain Reflectometry) состоит в вводе в волокно оптического импульса определенной продолжительности и измерения на входе уровня отраженного сигнала. Отраженный сигнал затухает экспоненциально со временем, поэтому рефлектограмма, представляющая собой график зависимости уровня сигнала от расстояния, выводится в логарифмическом формате.

Все неоднородности в оптическом волокне (места сварки, макроизгибы, коннекторы и т.п.) вносят характерные искажения в отраженный сигнал. Типичная рефлектограмма оптического волокна приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Пример рефлектограммы

Обработка результатов измерения уровня отраженного сигнала позволяет рефлектометру определять следующие величины:

- Затухание;

- расстояние до неоднородностей;

- уровень отражения на неоднородностях и на определенном сегменте оптической линии;

- прибор MTS 5100 оснащается цветным или черно-белым жидкокристаллическим экраном с высоким разрешением и подсветкой.

4.2 Рабочее задание

4.2.1 Изучить назначение и принципы работы оптического рефлектометра.

4.2.2 Провести диагностику рефлектограммы.

4.2.3 Изменяя километрическое затухание кабеля на панели инструментов построить график зависимости длины трассы от затухания и сделать выводы.

4.2.4 Изменяя значение показателя преломления сердцевины, на панели инструментов, построить график зависимости длины трассы от значения показателя преломления и сделать выводы.

4.2.5 Измерить динамический диапазон по рефлектограмме и сравнить его с расчетным результатом сделанным по формуле

D=lg(Po/Pmax).

4.3 Порядок выполнения работы

Запустить программу WinTrace. Открыть рефлектограмму согласно последней цифре зачетной книжки.

На рисунке 8 представлено окно программы.

1. Индикатор питания и уровня зарядки батарей.

2. Имя файла рефлектограммы.

3. Параметры измерений: тип лазерного модуля, длительность импульса, длина волны, номер волокна, путь, время и дата поиска.

4. Текущее время.

5. Рефлектограмма .

6. Курсоры А и В.

7. Результаты измерений.

8. Сообщения (если есть).

9. Функции программируемых клавиш.

Рисунок 8 -Пример рефлектограммы на экране

Настройка параметров модуля рефлектометра

Для того чтобы правильно провести измерения и получить точные результаты, необходимо настроить следующие параметры модуля рефлектометра:

1) Параметры снятия рефлектограмм: длина волны лазера, метод измерения, длительность импульса, диапазон, время измерения, сглаживание.

Все эти параметры задаются в меню Acquisition в окне OTDR Test Setup.

2) Параметры измерений: порог обнаружения сварки, порог обнаружения отражения), порог затухания, детектирование призраков, метод измерения погонного затухания, измерение потерь обратного рассеяния, вывод результатов на изображение рефлектограммы, вывод примечаний в таблицу результатов.

Все эти параметры задаются в меню Result в окне OTDR Test Setup.

3) Параметры волокна: длина волны, показатель преломления, коэффициент отражения

Все эти параметры задаются в меню Fiber Parametrs в окне OTDR Test Setup.

4) Информация по идентификации рефлектограммы: название рефлектограммы, имя оператора, установка типа кабеля, номер волокна, начало расположения, конец расположения, направление измерения.

Все эти параметры задаются в меню Identifiers в окне File Manager и могут быть введены до и после снятия рефлектограммы.

Рисунок 9 - Окно установки параметров рефлектограммы

Выбор параметров снятия рефлектограммы

В меню Acquisition в окне ODTR Test Setup устанавливаются следующие параметры:

Laser длина волны лазера (зависит от установленного модуля);

Mode режим снятия рефлектограммы;

- ручной: длина импульса и диапазон задаются оператором,

-автоматический: прибор автоматически подбирает оптимальные параметры для снятия рефлектограммы;

Pulse длина импульса от 3 нс до 10 мкс в зависимости от модуля ;

Range диапазон измерений от 500м до 260 км в зависимости от модуля.

Диапазон, который Вы выбираете, также зависит от длительности

импульса,

Acq.Time Время снятия рефлектограммы (усреднения) от 5 секунд до 10 минут

Smoothing Сглаживание (фильтрация) точек снятия рефлектограммы, для

улучшения отношения сигнал/шум;

Off - нет фильтрации (сглаживания);

Low - низкая фильтрация (сглаживание);

High - высокая фильтрация (сглаживание).

Установка параметров волокна

В меню Fiber Parametrs в окне OTDR TEST SETUP: задаются следующие параметры:

Wavelength: Длина волны и тип кабеля: 850нм ММ ( многомодовое волокно ), 1300нм ММ, 1310нм SM (одномодовое волокно), 1550 нм SM и 1625 нм SM.

Index: Показатель преломления: от 1.30000 до 1.70000.

Scatter Coeff: Коэффициент отражения волокна К от -99 дБ до -50 дБ с шагом 0.1 дБ.

Cнятие рефлектограммы

Перед снятием рефлектограммы необходимо самостоятельно установить все параметры в меню Acquisition. Снятие рефлектограммы начинается после нажатия START/STOP и завершается по прошествии заданного времени (также его можно остановить повторным нажатием START/STOP).

Для установки параметров выполните следующие шаги:

1) Выберите длину волны лазера в пункте Laser меню Acquisition.

2) Выберите способ измерения Manual в пункте Mode меню Acquisition.

3) Выберите необходимую длительность импульса в пункте Pulse меню Acquisition.

4) Выберите диапазон расстояний в пункте Range меню Acquisition.

5) Выберите время измерений (5 с - 10 минут) в пункте Acq.Time меню Acquisition.

6) Выберите уровень сглаживания (Off-выключен, Low-низкий, High-высокий) в пункте Smoothing меню Acquisition.

Рисунок 10 - Рефлектограмма

Анализ результатов

После снятия рефлектограммы и анализа можете воспользоваться следующими функциями:

- Функции работы с изображением: установка и перемещение курсора, Zoom (изменение масштаба), Shift (смещение изображения рефлектограммы по горизонтали и вертикали).

- Функции анализа: Просмотр рефлектограммы и таблицы результатов, добавление маркеров.

- Дополнительные функции анализа: Наложение рефлектограмм, ручные измерения.

Таблица результатов

Все результаты, заносятся в таблицу. Таблица результатов расположена под окном рефлектограммы, доступ в это меню производится клавишей RESULT. На экран таблица результатов выводится в двух режимах - одна строка, в которой показаны параметры неоднородности ближайшей к курсору, и семь строк. Переключение между этими режимами производится клавишей <Trace>/<Table>.

В таблицу результатов заносится порядковый номер неоднородности, ее тип (см. условные обозначения ниже), расстояние от начала линии, параметры (затухание, отражение и т.п.).

Рисунок 11 - Таблица результатов

Для изображения типов неоднородностей используются следующие значки:

неоднородности без отражения (например, сварка);

неоднородность с отражением (например, соединение);

«призрак» - повторное отражение;

сегмент волокна (выводится, когда нет неоднородностей);

конец волокна;

результат измерений потерь обратного рассеяния (ORL).

4.3.1 По рефлектограмме определить, какого класса рефлектометр: дальнего или ближнего действия.

4.3.2 Определить диапазон возможного затухания. Этот параметр определяет диапазон потерь оптической мощности в линии.

4.3.3 Определить мертвую зону. Существуют два значения этого параметра: мертвая зона до первого соединения определяет минимальную дистанцию, необходимую для различения двух соединителей, в то же время мертвая зона до первого сварочного узла определяет минимальную дистанцию, необходимую для различения одного отраженного узла и одного неотраженного.

4.4.4. Определить длину исследуемой линии, рабочую длину волны, время прохождения сигнала, показатель преломления.

4.4.5 Произвести идентификацию рефлектограммы.

4.4.6 Определить динамический диапазон. D=lg Po/Pmin.

4.4.7 С помощью маркеров произвести анализ следующих характеристик: затухание стыка волокна на каждой муфте, километрическое затухание каждой строительной длины и всего участка в целом, затухание входного пиктейла на волокне.

4.4.8 Изменяя километрическое затухание кабеля построить график зависимости длины исследуемого участка от затухания. Сделать выводы.

4.4.9 Изменить показатель преломления сердцевины и сделать выводы, как зависит мощность сигнала от показателя преломления.

4.4 Контрольные вопросы

4.4.1 Нарисовать принципиальную схему рефлектометра и объяснить принцип работы.

4.4.2 Как по рефлектограмме определить динамический диапазон?

4.4.3 Какой вид затухания называется Релеевским?

4.4.4 Как вы понимаете понятие – диапазон возможного затухания?

5 Лабораторная работа . Изучение принципа работы рефлектометра EDTR 10 реализованного на виртуальной демонстрационной программе

Цель работы:

-приобретение практических навыков измерения и анализа электрического кабеля.

5.1 Подготовка к работе

Изучить импульсный метод измерения неоднородностей в электрическом кабеле.

5.2 Описание лабораторной установки

Прибор ETDR 10 является рефлектометром во временной области и работает по тому же принципу, что и радар. Измерительный (зондирующий) импульс подается на вход кабеля. При достижении этим импульсом конца кабеля или места повреждения в кабеле, определенная часть энергии импульса или вся энергия отражается обратно к прибору.

Прибор ETDR 10 измеряет время, затрачиваемое импульсом для прохождения по кабелю, обнаружения проблемы и отражения обратно. Затем преобразует это время в расстояние и отображает информацию в виде рефлектограммы. Расстояние до места повреждения отображается на экране после того, как курсор помещается на начало импульса, отраженного от места повреждения.

Отображаемая рефлектограмма показывает неоднородности сопротивления (импеданса) вдоль всей длины кабеля. Амплитуда отраженных импульсов определяет степень изменения сопротивления.

Передняя панель

Рисунок 12

Режимы измерения

Проверка одиночной пары (L1, L2)

L1 Измерительный (зондирующий) импульс передается, а отраженные импульсы принимаются через гнезда L1. Это наиболее часто используемый основной режим работы.

L2 Такой же, как основной режим, но вместо гнезд L1 используются гнезда L2.

Определение мест переходных влияний (XTALK)

Одна из пар кабеля присоединяется к гнездам L1, а другая к гнездам L2. Измерительный (зондирующий) импульс передается через L1, а отраженные импульсы принимаются на L2. Типичным использованием данного режима является определение мест разбитости пар и восстановления пар.

Сравнение двух пар (U&U, U-L?)

L1 & L2 Этот режим является комбинацией режимов L, и L2. Две

кривые отображаются одновременно, одна от L1 и другая от L2.

L1-L2 В этом режиме отображается разность двух

рефлектограмм. Типичным использованием данного режима является нахождение повреждений, так как два кабеля легче отcбалансировать друг относительно друга, чем кабель по встроенному органу управления.

Сравнение с данными, записанными в памяти (U&M, U-M)

Рефлектограммы, которые сохранены в памяти, могут использоваться для сравнения одного и того же кабеля до и после критического периода или проведения ремонта. Эти режимы являются такими же, как L1&L2 или L1-L2, единственная разница заключается в том, что вместо реальной пары на гнездах L2 для сравнения используются данные из памяти.

Рисунок 13 - Компоновка дисплея

Назначение клавиш

MODE: показывает выбранный режим измерения.

PULSE: показывает выбранную ширину импульса.

narrow [узкая],medium [средняя], wide [широкая]

MEMORY: показывает ячейку памяти.
GAIN: показывает усиление от 0 до 60 dB.

PVF: показывает значение PVF от 0,300 до 0,999.

STATUS: показывает текущее рабочее состояние.

ready [готов], meas [измер], wait [ожидание], print [печать] и т.д.)
DATE: показывает текущую дату.

TIME: показывает текущее время.

RANGE: показывает номинальное значение диапазона измерений.

ZOOM: показывает величину расширения, если ZOOM (лупа включена).

CURSOR: Показывает положение курсора MARKER: Показывает положение маркера .

DISTANCE: Показывает расстояние между курсором и маркером.

5.3 Порядок выполнения работы:

Запустить программу. На экране появится меню, (см.рисунок 14).

Рисунок 14

Выбрать режим моделирования, нажать Enter. На экране дисплея появиться рисунок 13. С помощью управляющих клавиш, установить характеристики линии (длину линии, время прохождения сигнала, ширину импульса и т.д.)

Установка коэффициента скорости распространения (PVB)

Определение PVF следующее: скорость распространения электромагнитной волны в кабеле, деленная на скорость света в свободном пространстве. Скорость распространения в кабеле зависит от диэлектрической проницаемости (е) изоляции. В следующей таблице приводятся типичные значения PVF для различных изолирующих материалов:

Т а б л и ц а 2

Изоляция	PVF
Бумага с масляной пропиткой	0,52
Полихловинил (PVC)	0,53
Вазелиновое заполнение	0,64
Полиэтилен	0,67
Бумага (50 нФ/км)	0,72
Бумага (45 нФ/км)	0,88

Если выбирается один из режимов прямых измерений (L₁, L₂, L₁&L₂, L₁-L₂, XTALK), следующим шагом является установка коэффициента скорости, соответствующего кабелю, подлежащего испытанию.

5.3.1 Проверка одиночной пары.

После установки режима и значения PVF измерение может быть запущено путем нажатия клавиши ST/SP. Измерение повторяется до повторного нажатия клавиши.

Регулировка усиления

Из-за затухания испытываемого кабеля амплитуда отраженного импульса будет уменьшаться в соответствии с расстоянием, в то время как параметр, вызывающий отражение, увеличивается. Следует использовать регулировку усиления, чтобы сделать отраженный импульс легко различимым. Регулируйте усиление, пока отражение не будет ясно видно.

Установка ширины импульса передачи (дополнительно)

Ширина импульса автоматически изменяется в зависимости от измерительного диапазона. Иногда в случае большого затухания кабеля легче считывать показание при более широком импульсе. Поэтому дается возможность изменения ширины импульса 3-мя ступенями.

Измерит, диапазон [м]	Ширина импульса f неc
	По умолчанию NARROW [узкая]	MEDIUM [средняя]	WIDE [широкая]

100	25	50	-
250	50	100	250
500	100	250	500
1000	250	500	1000
2500	250	500	1000
5000	500	1000	2500
10000	500	1000	2500
20000	1000	2500	5000

5.3.2 Оценка рефлектограммы.

Считывание расстояния до места повреждения

После прекращения измерения передвиньте вертикальную линию курсора с помощью клавиш курсора к начальной точке отраженного импульса

Повреждение с низким сопротивлением (шунтирование)

Рисунок 15 Повреждение с высоким сопротивлением(последовательным)

Текущее значение курсора показывает расстояние до места повреждения. Не забудьте вычесть длину измерительного провода.

Расширение кривой (ZOOM)

При использовании средства ZOOM [лупа] кривую вокруг линии курсора можно рассмотреть более детально.

Сохранение отображенной рефлектограммы

Результаты измерений, полученные в режиме L₁, L₂, L₁-L₂ или XTALK, можно сохранить в специальной ячейке памяти. Нажмите STO и введите вариант рефлектограммы [WAVEFORM]. При нажатии клавиши ENTER появляется перечень сохраненных результатов измерений [STORE RESULT].

5.3.3 Определение мест переходных влияний

Одна из кабельных пар присоединяется к гнездам L₁, а другая к гнездам L₂. Измерительный (зондирующий) импульс передается в L_1,а отраженные принимаются на L₂.Типичным использованием этого режима является определение мест разбитости пар и восстановления пар.

Этапы измерений являются теми же, что и в режимах L₁ и L_{2 .}

Оценка рефлектограммы

Для оценки рефлектограмм средства CURSOR, MARKER и ZOOM могут использоваться так же, как при проверке одиночной пары.

На рисунке 16 приведена типичные рефлектограммы мест разбитости пар и восстановления пар.

Рисунок 16

5.3.4 Сравнение двух пар.

Сравнение используется для определения разницы мизвестным хорошим кабелем и поврежденным.

Имеется два метода для сравнения:

Режим L₁&L₂Режим L₁-L_2.

В режиме L₁&L₂ две кривые отображаются в одно и то же время, одна от L₁, а другая от L₂( от L₂ пунктиром).

Этапы измерения аналогичны режимам L₁ и L₂.

Для оценки двух рефлектограмм доступными являются средства CURSOR, MARKER и ZOOM. При помощи клавиш Т и 1 рефлектограмму L₂ можно передвигать по вертикали.

Сравнение в режиме L-L.

В данном режиме отображается разность рефлектограмм . При использовании этого метода, отражения, вызванные общими характеристиками двух кабелей, можно отличить от отражений, вызванных повреждениями кабеля.

Этот метод представляет собой удобный способ для завершения нахождения места повреждения, так как два одинаковых кабеля можно сбалансировать друг относительно друга более точно, чем один кабель по внутреннему органу регулировки баланса. (Регулировка баланса не задействована.)

Этапы измерения и оценка рефлектограммы являются такими же, как в режиме L₁ и L₂.

Типичные рефлектограммы

Холостой ход (повреждение с последовательным сопротивлением)

Отражение представляет собой положительный импульс (направлен вверх). Нет отраженного импульса от дальнего конца.

Короткое замыкание (повреждение с шунтирующим сопротивлением)

Отражение представляет собой отрицательный импульс (направлен вниз). Нет отраженного импульса от дальнего конца.

Вставка кабеля другого типа (рассогласование)

Амплитуда отраженных импульсов определяется степенью изменений сопротивления

Пупиновские катушки

Пупиновская катушка вызывает положительный отраженный импульс (направлен вверх). Рефлектометры обычно не могут "видеть" за первой пупиновской катушкой. Для нахождения повреждения за пупиновской катушкой прибор ETDR 10 следует присоединить к другой точке после катушки.

Сырой участок

Присутствие воды вызывает увеличение емкости и поэтому имеется два импульса. Один - от начала, а другой - от конца сырого участка.

Повреждение оболочки

Если нарушена целостность металлической оболочки кабеля, может быть определено место нарушения.

Чтобы определить место нарушения экранировки, измерительные кабели следует присоединить к экранирующей оболочке и как можно большему количеству проводов.

5.4 Сделать выводы по проделанной работе

5.5 Контрольные вопросы

5.5.1 Какие методы измерений можно произвести используя виртуальные приборы?

5.5.2. В чем заключается принцип измерения импульсным методом?

5.5.3 Как выглядит рефлекторамма, если на линии обрыв?

5.5.4 Как выглядит рефлектограмма, если на линии короткое замыкание?

6 Лабораторная работа. «Изучение многофункционального виртуального прибора – анализатор ISDN EIT 10»

Цель работы:

-изучить работу анализатора ISDN EIT 10 и принципы тестирования и оценки ISDN на базовой и первичной скорости.

6.1 Подготовка к работе

Повторить основные понятия в ЦСИО, типы каналов в ISDN, виды абонентских окончаний.

6.2 Краткие сведения

Абонентский доступ в ISDN включает в себя активные устройства ТА и NT на стороне абонента, активные устройства ET на стороне АТС, а также пассивные физические цепи, из которых: линии на U-интерфейсе представляют прежние магистральные и распределительные абонентские линии (2-х проводные), а 4-х проводные линии на S-интерфейсе заменяют прежнюю "лапшу" внутри квартиры или офиса.

В настоящее время определены два вида абонентских окончаний на уровне контрольных точек S и T :

- основное абонентское окончание (базовый доступ);

- абонентское окончание с первичной скоростью цифрового потока (первичный доступ).

При базовом доступе до абонентских аппаратов доводится цифровой тракт 144 кбит/с (160), обозначаемый как 2В+D, при этом B=64 кбит/с,а D=16 кбит/с. Первичный доступ BRI: PRI (PRA) = 30B + D + S = 30*64+64+64 = 2048 кбит/с.Реальная скорость цифрового потока с первичной скоростью составляет 1984 кбит/с на сетях Европы и России и 1536 кбит/с на сетях Америки и Японии.

Рисунок 17 – Функциональные блоки абонентской установки

6.3 Описание работы прибора

Является многофункциональным устройством (прибором), предназначенным для тестирования и оценки ISDN на базовой и первичной скорости.

В режиме контроля EIT 10 способен контролировать переговоры в B- канале и сигнализацию в D-канале. Он отображает и регистрирует декодированные данные D-канала. Анализатор может контролировать качество речи и сигнализацию, также системы сигнализации V5.1-V5.2 и SS7.

При нажатии клавиши ENTER для выбора выделенной позиции в приборе EIT 10 в зависимости от вида выбранной позиции выполняется одно из следующего:

- отображается субменю, относящееся к выбранной позиции. Можно перейти назад к предыдущему меню, используя клавишу ESC.

- если появляется дополнительное окно, клавишами (↑ ↓) можно выбрать необходимое значение, после чего нажимается клавиша ENTER. При нажатии клавиши ESC значение позиции меню не будет изменено. При помощи клавиш (← →) можно изменить значение для выделенной позиции. Если оно цифробуквенное (например, CPN, имя оператора) можно пользоваться цифробуквенными клавишами (как в мобильном телефоне) для впечатывания нужного значения, клавишей (←) - для удаления предыдущего знака, клавишей ENTER - для принятия впечатанного значения

- изменяется значение выбранной позиции, если она имеет характер Вкл./Выкл. (ON/OFF). Знак звездочки (*) означает, что позиция включена.

Назначение светодиодов

Индикатор сетевого питания

Индикатор заряда

Режим эмуляции

Режим контроля

Используется S-интерфейс

Эмуляция ТЕ

Получение сигнала

Цикловая или кадровая синхронизация

Канал контроля речи

Мощность интерфейса в норме

Ошибка на уровне 1

Включение прибора

Рисунок 18 - Вид панели управления прибора EIT 10 и назначение светодиодов

На следующей схеме показаны типичные соединения EIT10.

Рисунок 18- Схемы тестирования на базовой и первичной скорости

Режимы работы прибора:

- MONITOR(M) (контроль) - контроль трафика в линии или прослушивание соединения с звуковыми сигналами.

- EMULATION (E) (эмуляция) - тестовые соединения (вызовы) с помощью эмулирующей аппаратуры на линии: оконечного оборудования (TE), сетевого окончания (NT) или линейного окончания (LT) ISDN.

Виды тестов:

- TELEPHONE MODE (TM) -режим телефонии

- SUPPLEMENTARY SERVICES (SS)-дополнительные услуги

- AVAILABLE SERVICES (AS)- доступные услуги

- UNATTENDED UNIT (UU)- необслуживаемое устройство

- CHANNEL TEST(ChT) - тестирование канала;

Варианты заданий:

Фамилия	А-Д	Е-И	К-О	П-У	Ф-Я	А-Д	Е-И	К-О	П-У	Ф-Я
Посл.цифра ст.билета Режим работы	0 M	1 M	2 M	3 E	4 E	5 E	6 M	7 M	8 E	9 E
Предпосл.циф. ст.бил.Интерф.	S	U	PRI	S	U	PRI	S	U	PRI	S
Вид теста	TM	SS	AS	UU	ChT	TM	SS	AS	UU	ChT
STORED RESULTS	BRI	QSIG	V51 ISDN	V51 PSTN	SS7	BRI	QSIG	V51 ISDN	V51 PSTN	SS7

Порядок выполнения работы

1. Включить прибор.

2. Ввести режим работы (MEASURIHG MODE) по последней цифре номера студенческого билета.

3. Ввести интерфейс (INTERFACE) по предпоследней цифре студенческого билета.

4. Выбрать отчет (по последней цифре студенческого билета)нажатием по ENTER- STORED RESULTS , проанализировать отчет и внести в отчет по лабораторной работе листинг и пояснение к нему по выбранной истории результата. Техническое сопровождение к виртуальному прибору находится в электронной папке EIT_OManual ru.pdf, где приведены описания, необходимые при выполнении лабораторной работы.

5. Согласно данным студента необходимо ввести вид теста или услуг ISDN , изучить алгоритм работы прибора EIT 10 со всеми возможными вариантами ввода необходимых данных. В отчете по лабораторной работе необходимо отразить все возможные варианты ввода данных и какой-либо один выбранный из них описать как алгоритм в выбранном варианте.

6.5 Выполнение тестирования в режиме контроля

При начале тестирования клавишей Start (F6) в меню настройки появляется новое окно. Информация на дисплее зависит от выбранного интерфейса и протокола.

В строке состояния содержится следующее:

- текущая дата и время;

- измеренное в линии напряжение (на интерфейсах S или U);

- уровень заряда батареи;

- имеющаяся свободная память.

Названия главных параметров индицируются в строке заголовка в соответствии с выбранным протоколом. Главное окно содержит принимаемые сообщения.

− F3 - Stop. Этой клавишей можно прекратить тестирование.

− F4 - Freeze. Можно заморозить отображение принимаемых

сообщений и проанализировать их. В этом режиме EIT 10 принимает и сохраняет сообщения непрерывно в фоновом режиме. Можно продолжить отображение результатов клавишей Continue (F4).

6.6 Контроль линии

В режиме контроля EIT 10 можно использовать только принимаемую информацию без передачи. Эта возможность полезна для контроля за информацией протокола и/или прослушивания речевого трафика линии. После нажатия клавиши Meas (F6) на экране EIT 10 появятся параметры настройки, зависящие от выбранного интерфейса.

6.7 Режим эмуляции

В режиме эмуляции EIT 10 можно использовать для замены определенного оборудования ISDN на сети или на стороне пользователя.

EIT 10 способен эмулировать работу:

- TE (оконечное оборудование) или NT (сетевое окончание) на интерфейсе S (базовая скорость ISDN).

- LT (местное окончание) или NT (сетевое окончание на интерфейсе U (базовая скорость ISDN).

- TE (оконечное оборудование) or NT (сетевое окончание) на интерфейсе PRI (широкополосная ISDN).

В главном меню Main можно выбрать режим модуляции. После нажатия клавиши Meas (F6) на экране EIT 10 появляются устанавливаемые параметры, зависящие от выбранного интерфейса и режима модуляции.

6.8 Сделать выводы по работе

6.9 Контрольные вопросы

1. Сеть абонентского доступа в ISDN.

2. Типы каналов в ISDN.

3. Назначение интерфейса V.

4. Назначение интерфейсов R, S, T, U .

5. Функции NT.

6. Сколько терминалов может быть подключено к одной АЛ в сети ISDN по стандарту?

Список литературы

1. Бакланов И.Г. Технология измерения в современных телекоммуникациях.– М.: ЭКО – Трендз, 1997. – 139 с.

2. Бакланов И.Г. Технология измерения первичной сети. Часть 1. Системы Е1 PDH, SDH. – M.: ЭКО – Трендз, 2000. – 142 с.

3. Бакланов И.Г. Методы измерений в системах связи. – М.: ЭКО – Трендз, 1999. – 196 с.

4. Бакланов И.Г. ISDN и FRAME RELAY: технология и практика измерений. – М.: ЭКО – Трендз, 1997. – 187 с.

5. Шумилин Н.П.. Измерения в технике проводной связи. - М.: Постмаркет, 2000. – 352 с.

6. Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения. – М: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 1999. – 460 с.

7. Контроль и качества в телекоммуникационных системах. Под. ред. Иванова А.Б. – М.: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 2001. – 336с.

8. Шумилин Н.П. Измерения в технике проводной связи. – М.: Связь, 1984.

9. Яловский М.П. Электрические измерения на линиях связи. – М.: Радио и связь, 1984.

Содержание

1	Лабораторная работа . Измерение коэффициента ошибок со скоростью 2048 кбит/с, неструктурированный цикл (BER 2М НЕСТРУКТ)	3
2	Лабораторная работа . Влияние аварийной сигнализации на измерение основных ошибок со скоростью 2 Мбит/с	8
3	Лабораторная работа . Изучение элементов управления анализатора электрического кабеля типа “EFL 10”, реализованного на виртуальной демонстрационной программе EFL10DEMO	11
4	Лабораторная работа . Идентификация характеристики обратного рассеяния ОВ	14
5	Лабораторная работа . Изучение принципа работы рефлектометра EDTR 10, реализованного на виртуальной демонстрационной программе.	21
Список литературы		37

Сводный план 2011 г. поз. 162