Измерение кабелей, ВЧ связи, качества услуг связи, xDSL

Электрические параметры LAN-кабелей: Как нам реорганизовать контроль

 

Статья в журнале "Первая миля" демонстрирует возможности
системы А132 в приложении к контролю LAN-кабелей
как готовой продукции кабельных заводов.

Рассматриваются вопросы

расследования причин несоответствия кабелей нормам и

организации неразрушающего контроля в ходе приемо-сдаточных
испытаний готовой кабельной продукции

A132 - неразрушающий контроль и автоматизация измерений.png

Измерение кабелей анализатором A-7.

Измерение погонной индуктивности кабелей

 

Погонная индуктивность по нормам
ГОСТ Р МЭК 60079-27-2012 определяет
условия 
искробезопасности кабелей
(например, для искробезопасной полевой
шины - FISCO).
Традиционные методы характеризуются
занижением измеренного значения при
удлинении измеряемого образца кабеля.
Поэтому стандарты 
(BS EN 50289-1) ограничивают длину кабеля в пределах до 100_м, что
затрудняет приёмо-сдаточные
испытания строительных длин кабельной продукции
.

Предлагаемый системный метод измерений снимает ограничение длины кабеля, реализуется анализаторами
A-7/307 автоматически и экспериментально проверен на образцах длиной до 4150_м.

При использовании RLC-метров (измерителей иммитанса)
Е7-20, Е7-28, Е7-29, LCR-76002,... параметры кабеля, включая индуктивность, можно определить системным методом путем измерения импедансов в режимах ХХ и КЗ с последующим вычислением по программе A15.

Измерение кабелей анализаторами A-7 и E-9

по ГОСТ 27893-88 (метод 6 - ХХ-КЗ),

по ГОСТ 31944-2012 (методы - ХХ-КЗ, резонансный, 2-х вольтметров) и
по Q-метру (резонансный метод)

Представлен вывод формул, приведенных в ГОСТ'ах. Показано, что известные методики (в т.ч. с применением Q-метров) принципиально несовершенны, так как используемые в них расчетные формулы предполагают, что измеряемый отрезок кабеля должен быть согласованно подключен к средству измерений (СИ). Однако входной импеданс измерителя (измеритель иммитанса, Q-метр) обычно отличен от собственного импеданса измеряемого кабеля. Требование согласованности кабеля и СИ достаточно точно выполняется, если СИ предоставляет возможность выбора собственного сопротивления.

Так анализаторы A-7 предлагают выбор из ряда величин 75, 100, 120, 135, 150, 600_Ом в диапазоне частот до 4,096_МГц.

На примере использования анализатора E-9 (собственное сопротивление 120_Ом, частоты до 32_МГц) даны рекомендации по корректной нагрузке измеряемого отрезка кабеля с использованием схем добавления или снижения сопротивления.

Измерение ВЧ связи по ЛЭП анализатором A-7.
Измерение частотных характеристик ВЧЗ

Практика измерений вынуждает применять длинные
измерительные концы для подключения анализаторов
к габаритным объектам. Например, к кабельным барабанам в
зонах ОТК кабельных заводов, при измерениях устройств ВЧ связи
- прежде всего габаритных высокочастотных заградителей - ВЧЗ.

При этом характеристики соединительных проводов
существенно влияют на измеренные значения.
Такое влияние особенно заметно при измерении ВЧЗ, так как
эти пассивные 2-полюсники представляют собой резонансный
контур, клеммы которого расположены на значительном
расстоянии. 
Подключение длинных измерительных концов,
имеющих сопоставимые с реактивностями ВЧЗ емкость и индуктивность, существенно искажают резонансные кривые (характерные частоты).

Современные анализаторы обеспечивают калибровку, что позволяет компенсировать влияние длинных измерительных концов. Однако значительное расстояние между клеммами  приводит к тому, что при калибровке учитываются одни величины параметров, а при подключении к объекту эти параметры изменяются в силу изменения геометрии концов. Нужен "хитрый" измерительный кабель, ёмкость и индуктивность которого не зависели бы от геометрии...

Измерение xDSL анализатором A-7

Скоростные характеристики xDSL определяются:

  1. типом приемопередатчиков и заданным запасом помехозащищенности,

  2. конструкцией кабеля (в первую очередь - диаметром жил) и

  3. помеховой обстановкой (главное - переходное затухание).

 

В статьях и проекте нормативного документа рассмотрены вопросы: 

  1. практических исследований на сетях и линиях xDSL,

  2. расчета и измерения скорости передачи xDSL,

  3. планирования загрузки многопарных кабелей xDSL.

  4. обеспечения эксплуатационной надежности сетей xDSL.

 

Программа xDSLcalc (калькулятор xDSL) позволяет:

  1. задать модели приемопередатчиков (DMT, PAM, полосы частот, модуляция),

  2. определить модели кабелей (коэффициент затухания и переходные влияния) и

  3. на основе моделей кабеля и приемопередатчиков построить скоростную характеристику xDSL - зависимость скорости от длины кабеля, использованных приемопередатчиков, задействованной парной емкости, запаса помехозащищенности, спектра постоянных помех...

Измерение качества услуг связи
анализатором TDA-9

Качество услуг связи определяется показателями
потерь вызовов по различным причинам -
соединение не установлено из-за перегрузки сети,
время установления соединения превышает норму,
показатель качества передачи речи ниже нормы,...

Представленные нормативные документы России, Беларуси и Казахстана определяют соответствующие требования.

Гибкость программных средств анализатора TDA-9 позволяет выполнить измерения с формированием требуемых показателей.
Это в деталях показано применительно к СТБ 2431-2015 (Беларусь)
в трех презентациях.
Это же относится и к условиям п.6.2.4 СТ РК 1936-2010 (Казахстан).

Поиск кабельных трасс и дефектов
комплектом КМС

Для диагностики и локализации дефектов на кабельных линиях предлагается множество средств.

Комплект монтера связи КМС состоит из анализатора КМС-АК и кабелеискателя КМС-КИ.

В КМС-АК совмещены коммутатор линий и проводов, генератор кабелеискателя (ГКИ), измерители изоляции, шлейфа, емкости, асимметрии. КМС-АК управляется через сеть подвижной связи с любого телефона с тональным набором. Это существенно повышает производительность монтера, избавляя его от путешествий между местом дефекта и точкой установки анализатора и/или ГКИ для изменений подключения и режима; - настройка выполняется командами по телефону, а результаты измерений сообщаются голосом.

Кабелеискатель КМС-КИ работает совместно с беспроводными наушниками, управляется через голосовое меню одной кнопкой, фильтрует сигнал поиска, подавляет помехи от сети 50_Гц, обеспечивает контактный (щупы) и бесконтактный (антенна) поиск кабеля и дефектов. Рекомендации по применению КМС дополняют руководство по эксплуатации.

Испытания ЭРА ГЛОНАСС

При испытаниях оборудования системы экстренного реагирования при авариях (ЭРА) ГОСТ 33470-2015 в п.8.6.5 требует внесения шума в тональный канал, используемый для передачи сообщений. Уровень шума должен быть таков, чтобы защищенность сигнала (соотношение Сигнал/Шум) составляла бы 10 дБ.

Исследование возможностей применяемого
испытательного оборудования показало, что
такое внесение шума может быть обеспечено
путем формирования защищенной точки и
подключения в нее анализатора AnCom A-7.
Анализатор обеспечивает
измерение уровня сигнала и
формирование требуемого уровня шума
для искажения сигнала.

Оптимизация характеристик LAN-кабелей.

Снижение коэффициента затухания на высоких частотах
путем улучшения качества поверхности медных жил.

На высоких частотах ток вытесняется на поверхность проводника (скин-эффект), что приводит к росту сопротивления проводников с увеличением частоты. Известно, что форма сечения проводящих жил, применяемых для изготовления кабелей, не соответствует идеальной окружности. Шероховатость проводника, которую можно охарактеризовать высотой рельефа, способствует дополнительному вытеснению тока из долин в вершины рельефа, что еще более увеличивает сопротивление проводника и затухание кабеля (пары).
Как оценить эффективность нормализации формы сечения проводников в смысле влияния полировки (шлифовки) проводников на снижение сопротивления и коэффициента затухания LAN-кабелей?