Pomiary parametrów torów miedzianych
przeznaczonych do realizacji usług POTS
W ramach ćwiczenia są wykonywane pomiary parametrów torów miedzianych symetrycznych na zgodność z odpowiednimi zaleceniami ITU-T,.pod kątem realizacji wąskopasmowych analogowych usług POTS (Plain Old Telephone Service) w paśmie kanału telefonicznego 300...3400 Hz.
Zakres ćwiczenia:
A. Pomiar tłumienia wynikowego w funkcji częstotliwości.
B. Pomiar zniekształceń opóźnieniowych i tłumieniowych w funkcji częstotliwości (ITU-T M.1020).
C. Pomiar poziomu szumu całkowitego.
D. Pomiar odstępu sygnału od szumu kwantyzacji.
E. Pomiar fluktuacji fazy (ITU-T O.91).
F.
Zliczanie zakłóceń impulsowych (ITU-T O.71).
G. Pomiar impedancji falowej toru.
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 - dwie pary w pętli pomiędzy budynkami C5-A1-C5 (gniazda G1-G2 na tablicy T5, z podłączoną łączówką). Ze względu na charakter tego toru występują w nim szum i zakłócenia impulsowe.
• analogowy kanał telefoniczny w systemie PCM 30/32 (gniazda L1-L2 na tablicy T5).
Pomiary należy wykonać dla obiektów podanych w instrukcji lub wskazanych przez prowadzącego.
Pomiary A...F są wykonywane za pomocą analizatora linii DLA-9D produkcji Wandel & Goltermann współpracującego, poprzez interfejs RS232C, z programem terminalowym zainstalowanym na komputerze PC (np Hyper Terminal, Bray Terminal) 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 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
Kable
OUTPUT
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 w formacie tekstowym i należy je zapisać do plików z odpowiednimi nazwami na własnym nośniku (pendrive, dyskietka), a następnie przedstawić w sprawozdaniu w postaci tabel i/lub wykresów z oceną ich zgodności z odpowiednimi normami.
Pomiar z pkt G jest wykonywany za pomocą miernika impedancji RMI-1, poprzez pomiar impedancji zwarcia i otwarcia (rozwarcia) toru.
1. Pomiary za pomocą analizatora DLA-9D zgodnie z zaleceniem ITU-T M.1020.
1.1. Czynności wstępne.
• Włączyć analizator i poczekać na automatyczne wykonanie jego inicjalizacyjnych procedur testowych. W
razie potrzeby (nieprawidłowe zachowanie 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.
• Na komputerze PC uruchomić program terminalowy Hyper Terminal (za pomocą ikony na pulpicie).
• Ustawić takie same parametry transmisji przez interfejs RS232C w analizatorze (funkcje Main Menu /
UTILITIES/Printer Parameters/SELECT) i w programie terminalowym (wystarczy otworzyć sesję DLA9).
• Po sprawdzeniu połączenia pomiędzy komputerem i analizatorem przystąpić do konfiguracji procedur pomiarowych i wykonywania pomiarów.
1.2. Ustawienie parametrów systemowych.
Poszczególne funkcje sterujące analizatora pojawiające się na pasku funkcyjnym (dolna linia wyświetlacza) są uruchamiane za pomocą odpowiadających im przycisków <S1>...<S5>. Zestawy tych funkcji zmieniają się w zależności od rodzaju wykonywanego pomiaru i aktualnego poziomu menu.
Po poprawnym zakończeniu procedur testowych (brak błędów) należy skonfigurować układ pomiarowy zgodnie z rys.1, a następnie przyciskiem <MODE> otworzyć ekran Measurement Modes z trybami pomiarowymi i zrealizować opisany niżej program ćwiczenia. Pomiary z pkt 1.3, 1.4, 1.9 i 1.10 są uruchamiane za pomocą funkcji <RUN> na pasku funkcyjnym, a zatrzymywane automatycznie po spełnieniu zadanego kryterium lub za pomocą funkcji <STOP> . Przed wykonaniem pomiarów należy ustawić wartości istotnych parametrów systemowych (impedancje pracy, tryb pomiaru poziomu, rodzaj linii itp), co jest możliwe do wykonania z poziomu dowolnego trybu pomiarowego za wyjątkiem D.C. Voltage, poprzez wybranie opcji System (za pomocą funkcji
<CHANGE> na pasku funkcyjnym). Dla wszystkich pomiarów realizowanych w paśmie kanału telefonicznego należy ustawić impedancje pracy nadajnika i odbiornika równe 600 Ω, co wykonuje się najpierw poprzez odpowiedni wybór wartości impedancji systemowej, a następnie ustawieniu impedancji nadajnika TX i odbiornika RX równych impedancji systemowej. W przypadku wyższego zakresu częstotliwości należy ustawić impedancje pracy nadajnika i odbiornika równe 150 Ω. Tryb pomiarowy nadajnika należy ustawić na pomiar poziomu bezwzględnego, a tryb odbiornika na pomiar poziomu względnego względem poziomu odniesienia 0 dBm. Rodzaj badanej linii ustawić na 2-torową (4-przewodową) z włączona pętlą pomiarową. Poniżej przedstawiono nastawy odpowiednich parametrów systemowych, właściwe dla pomiarów w paśmie kanału telefonicznego.
TX Impedance: System
RX Impedance: System
System Impedence: 600 Ω
TX Measurement: Absolute
RX Measurement: Relative
RX Reference Level: 0,0 dBm
Line type: Four wire
Loopback: On
Pozostałe parametry pomocnicze ustawić w tryb wyłączenia (Disabled).
1.3. Pomiar tłumienia całkowitego w funkcji częstotliwości (Tor1, Tor3, kanał PCM)
Uruchomić tryb pomiarowy Freq Resp/Atten Dist przy następujących wartościach nastaw: Ekran odbiornika (Receiver)
Band: 20 Hz – 20 kHz; wideband filter (dla torów przewodowych) oraz 200 Hz – 4 kHz; wideband filter (dla kanału PCM)
Averaging: OFF
Mult by ½: OFF
Threshold: -50 dBm
Mask name: No mask selected (opcja nie jest używana w tym pomiarze)
Atten alignment freq: dowolna częstotliwość z zakresu pasma kanału telefonicznego (opcja nie jest używana w tym pomiarze)
Ekran generatora (Generator)
Level: 0,0 dBm
Test Mode: sweep up/down once
step type: linear sweep
sweep from: 200 Hz to: 20 kHz (dla torów przewodowych) oraz 200 Hz to: 4 kHz (dla kanału PCM)
step rate: 4 steps/second
step size: 200 Hz (dla torów przewodowych) oraz 100 Hz (dla kanału PCM)
Level: 0,0 dBm
Wyniki w postaci tabelarycznej należy zapisać do pliku za pomocą funkcji RESULTS/TABLE/OPTIONS/Print table na pasku. W sprawozdaniu przedstawić wykresy tłumienia całkowitego i tłumienności jednostkowej badanych torów w funkcji częstotliwości.
1.4. Pomiar zniekształceń opóźnieniowych i tłumieniowych w funkcji częstotliwości (Tor1, Tor3, kanał PCM)
Uruchomić tryb pomiarowy Group Delay/Atten Dist przy następujących wartościach nastaw: Ekran odbiornika (Receiver)
Averaging: OFF
Mult by ½: OFF
Mask name: CCITT M.1020
Ekran generatora (Generator)
Level: 0,0 dBm
Test Mode: sweep up/down once
step type: linear sweep
sweep from: 200 Hz to: 4 kHz
step rate: 4 steps/second
step size: 100 Hz
Reference frequency: dowolna częstotliwość z zakresu pasma kanału telefonicznego Level: 0,0 dBm,
Uwaga: w tym trybie są jednocześnie wykonywane 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. 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 (w celu uzyskania wartości zniekształceń opóźnieniowych ≥0, zgodnie z normą M.1020). Po wykonaniu tych pomiarów należy sprawdzić, czy otrzymane charakterystyki spełniają powyższe założenia.
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.
1.5. Pomiar szumu całkowitego bez sygnału (Tor3)
Uruchomić tryb pomiarowy Noise przy następujących wartościach nastaw
Ekran odbiornika (Receiver)
Weighting Filter: Wideband (filtr szerokopasmowy 200 Hz...20 kHz), Channel (filtr kanałowy 300 Hz...3,4 kHz), Psophometric (filtr psofometryczny zgodny z ITU-T O-41)
Tone: Without tone
Ekran generatora (Generator) - generator nie jest wykorzystywany (odłączyć kabel od wyjścia).
Drugi koniec badanego toru należy obciążyć rezystorem 600 Ω. Pomiar należy wykonać dla wszystkich powyższych filtrów. Wyniki odczytać z ekranu odbiornika.
Ponadto, za pomocą trybu pomiarowego Level/Events (300 kHz), podtryb Level (300 kHz B/W), wykonać pomiar szumu całkowitego w paśmie do 300 kHz również bez sygnału z generatora. Impedancję pracy odbiornika i obciążenie toru zmienić na wartość 150 Ω. Wyniki odczytać z ekranu analizatora i przedstawić w formie tabelarycznej. Skomentować wpływ szerokości pasma pomiarowego na zmierzone poziomy szumu.
1.6. Pomiar odstępu sygnału od szumu kwantyzacji przy pojedynczej częstotliwości (kanał PCM) Uruchomić tryb pomiarowy Signal to Noise przy następujących wartościach nastaw: Ekran odbiornika (Receiver)
Weighting Filter: Wideband, Channel, Psophometric
Notch Filter: 1020 Hz
Ekran generatora (Generator)
Freguency: 1020 Hz
Level: 0 , -10, -20 , -40, -50 dBm,
Pomiar należy wykonać dla wszystkich podanych wartości poziomu sygnału z generatora dla każdego z powyższych filtrów (takich samych jak w pkt. 1.5). Wyniki odczytać z ekranu analizatora. Wykreślić charakterystyki odstępu sygnał/szum w funkcji poziomu sygnału.
1.7. Pomiar fluktuacji fazy w paśmie 4 – 300 Hz (kanał PCM)
Uruchomić tryb pomiarowy Phase jitter przy następujących wartościach nastaw:
Ekran odbiornika (Receiver)
Jitter Bandwidth: 4 - 300 Hz
Frequency: 1020 Hz
Level: 0, -10, -20, -40 dBm,
Zmierzyć maksymalne wartości fluktuacji fazy dla każdego z podanych poziomów sygnału wprowadzonego do kanału PCM. Wyniki odczytać z ekranu analizatora i porównać z zaleceniem M.1020 pkt 2.7.
1.8. Pomiar zakłóceń impulsowych bez sygnału w paśmie kanału telefonicznego (Tor3)
Pomiary wykonywać 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:
Ekran odbiornika (Receiver)
Test Duration: 5 min
Count Threshold (Relative): -60, -50 dBm (±3 dBm)
Dead Time: 3 ms
Weighting Filter: 275-3250 Hz
Ekran generatora (Generator) - generator nie jest wykorzystywany (odłączyć kabel od wyjścia).
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 porównać ze zmierzonym poziomem szumu całkowitego (z pkt 1.5) w paśmie filtru Wideband i wyciągnąć wnioski.
1.9. Pomiar zakłóceń impulsowych bez sygnału w paśmie do 300 kHz (Tor3)
Tak, jak w pkt 1.8 pomiary wykonywać w seansach 5-minutowych dla każdego z podanych progów
zliczania zakłóceń. Impedancje pracy nadajnika i odbiornika ustawić na wartość 150 Ω.
Uruchomić tryb pomiarowy Level/Events (300 kHz), podtryb Impulsive Noise (No tone, 300 kHz B/W) przy następujących wartościach nastaw:
Ekran odbiornika (Receiver)
Test Duration: 5 min
Count Threshold: -50, -40 dBm (±3 dBm)
Dead Time: 3 ms
Ekran generatora (Generator) - generator nie jest wykorzystywany (odłączyć kabel od wyjścia).
Podobnie jak poprzednio wyniki zapisać do plików i porównać z wynikami z pkt 1.8. W sprawozdaniu należy je przedstawić w postaci histogramów i odnieść do zalecenia M.1020 pkt 2.6. Należy je również porównać ze zmierzonym poziomem szumu całkowitego (z pkt 1.5) w paśmie do 300 kHz i wyciągnąć wnioski.
2.0. 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:
z
ϕ + o
ϕ
jϕ
jϕ
j
Zf = Zz • Zo = Z •
z
z
•Z
o
o
=
2
Z
z •Z
o
e
e
e
gdzie: Zz, Zo - moduły impedancji falowej toru w stanie odpowiednio zwarcia i otwarcia drugiego końca, z
ϕ , o
ϕ - argumenty (kąty fazowe) impedancji falowej w stanie zwarcia i otwarcia,
Z
z •Z
o =Z
f - moduł impedancji falowej toru,
z
ϕ + o
ϕ
= f
ϕ - kąt fazowy impedancji falowej.
2
Pomiary wykonać dla następujących częstotliwości: 0,2 / 0,3 / 0,5 / 0,8 / 1 / 2 / 5 / 8 / 10 / 12 / 15 / 18 / 20 kHz.
Wyniki przedstawić w formie wykresów części rzeczywistej R i urojonej X impedancji falowej 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 .