DSL технологии
Главная НОВОСТИ Библиотека

FAQ по xDSL Оборудование Форум


Глоссарий
DSL терминов

A B C D E F
G H I J K L
M N O P R S
T U V W X  

Сервисы

Подписка на новости сайта




TopList
   

Тестирование кабельной сети для развертывания технологий DSL

Подавляющее большинство абонентов подключено к телефонной сети с помощью медных кабелей. Сотни проводов таких кабелей свиты между собой попарно и объединены в пучки под одной внешней оболочкой. Эти пары образуют физические линии, соединяющие телефонные аппараты абонентов с оборудованием телефонных станций и представляющие собой изолированные тракты передачи, которые используются для передачи телефонных разговоров в очень узкой полосе звуковых частот от 300 Гц до 3,4 кГц. Впрочем, данного частотного диапазона вполне достаточно для вполне качественной передачи голоса. Развитие технологий DSL и использование данных технологий для предоставления абонентам возможности высокоскоростной передачи данных находятся еще на ранней стадии развития, поэтому проблемы, стоящие на пути развития новых цифровых технологий, еще далеко не решены.

Использование существующих медных абонентских линий для предоставления не только традиционной телефонной связи, но и для высокоскоростной передачи данных, является одним из основных и очевидных преимуществ технологий DSL. В то же время существующая кабельная телефонная сеть, мягко говоря, не является идеальной базой для развертывания высокоскоростных систем передачи.

Способность витых пар медных проводов передавать информацию (а телефонные разговоры тоже можно считать одним из способов передачи информации) зависит от физических параметров этих проводов, в частности, от сечения, и длины телефонной линии. Чем меньше сечение проводов и чем длинней линия, тем большее затухание претерпевает передаваемый по этой линии электрический сигнал. Для того, чтобы двухпроводные абонентские телефонные линии представляли собой хороший тракт передачи сигналов хотя бы традиционной телефонной связи, они должны отвечать определенным условиям. Длина абонентских телефонных линий не должна превышать определенного предела, что позволяет отвечать требованиям по затуханию (впрочем, в некоторых особых случаях длина абонентской линии может быть значительно увеличена путем установки усилителей или пупиновских катушек, а также комбинацией этих двух методов). Линия должна иметь равномерный импеданс по всей своей длине. Для предотвращения проникновения в линию помех от внешних источников, а также появления шумов и перекрестных помех, линия должна иметь хорошую симметрию между проводами, а также между проводами и землей.

К большому сожалению, физические и электрические параметры медных телефонных линий, а также те условия, в которых эти линии проложены и должны эксплуатироваться, ставят перед разработчиками новых цифровых технологий, казалось бы, труднопреодолимые проблемы.

При передаче сигнала по медной телефонной линии он претерпевает затухание и искажается. Затухание сигнала возрастает с увеличением расстояния и повышением его частоты (не следует забывать, что в отличие от традиционной телефонной связи, технологии DSL используют спектр гораздо более высоких частот). При этом максимально допустимое затухание передаваемого сигнала определяет предельную длину используемой линии. Гармонические искажения появляются в случае ограничения сигнала или его нелинейного изменения. Так как сигналы с различными частотами передаются по телефонной линии с различной скоростью, возникают искажения, связанные с фазовой задержкой. Все это может оказать существенное влияние на высокоскоростную передачу данных.

В том случае, если характеристический импеданс абонентской линии неравномерен по всей ее длине (что может произойти из-за перепутывания проводов, использования отрезков кабеля с проводами различного сечения и разнообразных кабельных повреждений), может произойти отражение передаваемого сигнала (так называемые потери на отражение). И хотя потери на отражение в области звуковых частот могут быть измерены и скорректированы, такие действия в том частотном диапазоне, который используется технологиями DSL, значительно более затруднены. Отраженные сигналы оказывают отрицательное влияние на сложные схемы модуляции. Кроме того, пока не существует оборудования, способного определить источник отражений в абонентском распределительном кабеле на частотах порядка 300 кГц и выше.

Симметрии абонентской двухпроводной телефонной линии часто уделяется недостаточное внимание при развертывании систем высокоскоростной передачи данных. Плохая симметрия линии может привести к появлению не только искажений, но также шумов и перекрестных помех. Причем эта проблема становится все более серьезной по мере увеличения частоты.

Телефонные линии подвержены шумам и помехам нескольких видов. К ним относятся: белый шум, перекрестные помехи на ближнем и дальнем конце линии, радиочастотные помехи и импульсные шумы.

Белый шум обычно становится проблемой на абонентской телефонной линии, когда к ней подключено различное электронной оборудование, например, кодеры-декодеры, мультиплексоры и т.п. Технические параметры такого оборудования должны быть такими, чтобы поддерживать отношение сигнал-шум в допустимых пределах. Перекрестные помехи на ближнем конце линии появляются, когда сигналы, передаваемые по одной паре проводов, наводятся в соседней паре проводов. Эта проблема становится важной при большой скорости передачи данных, и особенно в том случае, когда по большому количеству абонентских линий в пределах одного кабеля организована высокоскоростная передача данных. Перекрестные помехи на дальнем конце линии возникают, когда сигнал на дальнем конце линии оказывает влияние на ближний конец линии. Воздействие перекрестных помех на широкомасштабное внедрение систем DSL зависит от качества кабеля, количества используемых пар и частотного диапазона, в котором передается сигнал. И, наконец, импульсные помехи, вносимые различными электромагнитными устройствами, например, линиями подачи питания, трансформаторами, автоматическими выключателями и т.п. Чем длиннее линия, тем в большей степени она подвергается воздействию помех. Импульсные помехи могут привести к появлению проблем не только с высокоскоростной передачей данных, но и с низкоскоростной передачей данных. Пока внедрение высокоскоростных систем передачи по абонентским телефонным линиям распространено не очень широко, масштабы данной проблемы даже трудно оценить. По мере роста числа абонентов, использующих системы высокоскоростной передачи данных на своих телефонных линиях, для достижения необходимого качественного уровня работы этих систем могут потребоваться специальные измерения и большая подготовительная работа.

Одной из основных задач подготовки к широкомасштабному внедрению технологий высокоскоростной передачи данных, известных под общим названием DSL, является предварительная проверка кабельных линий на соответствие именно тем условиям, которые выдвигают данные технологии. Необходимо с большой долей вероятности определить возможность использования определенных абонентских телефонных линий для высокоскоростной передачи данных.

Возможность использования технологий DSL зависит от конструктивных особенностей и качества телефонной кабельной сети, которая, за редким исключением, разрабатывалась и монтировалась много лет назад, с использованием оборудования и технологий того времени.

Выбор метода предварительной проверки абонентских линий зависит от того, на каком этапе взаимоотношений с потенциальным пользователем находится телефонная компания. В том случае, если компания будет располагать информацией о состоянии кабельной телефонной сети заранее, т.е. до обращения абонента телефонной сети, лелеющего надежду стать полноправным пользователем высокоскоростной системы передачи данных, ответ (как положительный, так и отрицательный) может быть предоставлен абоненту немедленно. Надеюсь, понятно, что речь идет не просто о состоянии кабельной сети, а о ее соответствии условиям, выдвигаемым технологиями высокоскоростной передачи данных. В случае получения немедленного положительного ответа абонент не будет испытывать к данной телефонной компании никаких других чувств, кроме искренней благодарности. Поэтому при необходимости действительно предварительной оценки кабельной сети часть абонентских линий, не отвечающих определенным критериям (например, слишком длинные, или просто бесперспективные с точки зрения потребности абонентов этих линий в высокоскоростной передаче данных) могут быть отсеяны на предварительном этапе, без привлечения технических специалистов и специального оборудования. Дальнейшая проверка абонентской линии будет одинакова и в том случае, когда проводится исключительно по инициативе телефонной компании (в основном для того, чтобы определить те группы абонентов, которым можно смело предлагать данную услугу), и в том случае, когда проводится по требованию конкретного абонента (желающего эту услугу получить). Это этап непосредственного тестирования.

Могут использоваться два метода предварительного тестирования абонентских телефонных линий: одностороннее тестирование и двухстороннее тестирование. При одностороннем тестировании проверочное оборудование подключается только на станционном конце абонентской линии (рисунок 1).



Рисунок 1 Одностороннее тестирование.

Данный метод позволяет оценить способность абонентской линии поддерживать работу технологии DSL. Такое тестирование позволяет получить информацию о необходимости проведения ремонта определенных абонентских линий (например, удаления конструктивного элемента, препятствующего нормальной высокоскоростной передаче данных, или устранения кабельной неисправности). Метод одностороннего тестирования не дает стопроцентной уверенности в том, что абонентская линия будет поддерживать работу технологии DSL, однако, оценка вероятности этого достаточно высока. Метод одностороннего тестирования исключает необходимость направления отряда техников вдоль абонентской линии, если только на ней не будет обнаружена неисправность. Данный метод может быть в определенной степени автоматизирован, что позволит обеспечить достойную поддержку постоянно расширяющемуся внедрению технологий DSL.

Двустороннее тестирование, как это следует и из названия, предполагает подключение проверочного оборудования на обоих концах абонентской телефонной линии (рисунок 2). Техникам необходимо установить на абонентском конце линии модем или тестовое оборудование, эмулирующее работу такого модема, что позволит установить соединение между ним и модемом, находящимся на станции. Если соединение установить невозможно или его параметры не могут удовлетворить даже самого невзыскательного пользователя, необходимо принять все меры по подготовке абонентской телефонной линии. Однако, проверка абонентской линии путем установки соединения между модемами, подключенными к ее концам, может и не дать всей необходимой информации о том, почему данная абонентская линия не поддерживает DSL. Для этого необходимо провести отдельное тестирование с использованием специального оборудования, которое позволяет искать повреждения в кабеле.



Рисунок 2 Двустороннее тестирование.

На самом деле препятствий, или скажем по-другому — категорий препятствий, которые могут возникнуть при использовании существующих абонентских линий для организации систем высокоскоростной передачи данных, не так уж много. К ним можно отнести устройства и конструктивные элементы, позволяющие оптимизировать предоставление услуг традиционных телефонной связи, но ограничивающие полосу пропускания телефонных линий, несовершенство существующей кабельной сети из-за существующей практики монтажа и ухудшение ее качества и из-за различных внешних воздействий, а также неполная совместимость соответствующего оборудования и элементов кабельной сети с цифровыми технологиями.

При проверке абонентской телефонной линии последнюю можно разделить на три зоны — телефонная станция, абонентская проводка и кабельная сеть, соединяющая эти две зоны и определяющая, в основном, способность абонентской линии поддерживать технологии DSL.

На телефонной станции к абонентской линии не должно быть подключено никакого постороннего оборудования или конструктивных элементов, которые могут отрицательно повлиять на передачу высокочастотных цифровых сигналов.

Тестирование кабельного участка абонентской линии включает в себя три основных задачи — измерение длины линии (которое позволяет сразу же забраковать некоторые абонентские линии, потому что технологии DSL выдвигают строгие требования к длине линии), поиск и устранение кабельных повреждений и измерение шумов, которые, как уже говорилось выше, оказывают существенное влияние на высокоскоростные системы передачи.

К длине линии чувствительны все технологии DSL, причем скорость передачи данных обратно пропорциональна длине абонентской линии. Для точного определения длины абонентской линии необходимо провести соответствующие измерения (обычно такие измерения производятся на основе измерения емкости абонентской линии).

После этого необходимо проверить абонентские линии, прошедшие предварительный отбор, и устранить все обнаруженные в кабеле неисправности (обрывы, сообщения между проводами или проводами и землей, изменения импеданса, связанные с использованием проводов разного сечения или намоканием кабеля и т.п.). К сожалению, с течением времени состояние кабельной сети постепенно ухудшается из-за внешних воздействий и повреждений. Традиционная телефонная связь достаточно устойчива к постепенному ухудшению характеристик кабельной сети, чего не скажешь о высокоскоростных системах передачи. Дефекты кабеля приводят к изменению его электрических характеристик, что существенно ухудшает работу высокочастотных систем.

Для поиска кабельных повреждений, таких как короткие замыкания, обрывы и замыкания на землю, а также для проверки симметрии линии и сопротивления шлейфа (в большинстве спецификаций DSL обычно указывается максимально допустимое сопротивление шлейфа) может использоваться как традиционное, так и самое современной оборудование, например, цифровой мультиметр.

Но дело не заканчивается только обнаружением неисправности. Следующей задачей является поиск точного места повреждения в кабеле (для чего может использоваться рефлектометр, позволяющий по характеристике на дисплее определить место практически любого кабельного повреждения — от явного обрыва или замыкания до намокания кабеля и перепутывания проводов). Во многих случаях такие повреждения приводят к отражению сигнала, что отрицательно сказывается на высокоскоростной передаче данных. Используя современные приборы, соответствующую технику тестирования и приемы интерпретации результатов измерения, можно не только выявить наличие повреждений в кабеле, но и локализовать их для облегчения устранения.

Абонентская проводка обычно не является самым лучшим кабельным сооружением в мире. Часто она имеет низкую категорию и к тому же бывает проложена вопреки всем правилам, поэтому при тестировании абонентской линии следует убедиться, что внутренняя абонентская проводка имеет нужную категорию и выполнена в соответствии с существующими требованиями. В определенных случаях, например, чтобы избежать воздействия помех, необходимо изменить конфигурацию внутренней проводки.

Помехи и шумы в наши дни не являются главной проблемой традиционной телефонной связи, потому что за многие годы телефонные компании научились поддерживать допустимый и стабильный уровень шумов. Наличие определенного и установленного порога шумов позволяет разработчикам создавать телефонное оборудование с оптимальными характеристиками. Любое повышение среднего уровня шумов приводит к понижению общего качества работы телефонной сети. Многие зарубежные эксперты считают, что широкое распространение технологий DSL приведет к внесению значительных помех в телефонную сеть, с которыми невозможно справиться без осуществления модернизации существующей кабельной сети (заключающейся, например, в прокладывании кабелей более высокой категории на всех участках абонентской телефонной линии).

Разные высокочастотные системы, обеспечивающие прием и передачу данных по парам одного и того же кабеля в одном спектре частот, могут привести к появлению шумов и перекрестных помех. Перекрестные помехи возникают из-за неудовлетворительного экранирования кабелей, чрезмерной несоразмерности между уровнями сигналов, передаваемых по соседним линиям, асимметрии линий и т.п. Перекрестные помехи могут быть разделены на две категории (рисунок 3). Перекрестные помехи на ближнем конце линии возникают, когда передаваемый по одной паре проводов сигнал оказывает воздействие на принимаемый по другой паре проводов сигнал на том же конце кабеля. Перекрестные помехи на дальнем конце линии возникают, когда сигнал на дальнем конце линии оказывает влияние на ближний конец линии. Перекрестные помехи на дальнем конце линии обычно оказывают меньшее отрицательное воздействие, потому что наведенный сигнал ослабляется, пока перемещается по линии к ближнему концу.



Рисунок 3 Перекрёстные помехи и шумы на HDSL линии.

Воздействие одной линии на другую, проявляющееся в виде перекрестных помех, всегда было свойственно телефонной кабельной сети. При традиционной телефонной связи это проявляется в виде посторонних разговоров на линии. При высокоскоростной передаче перекрестные помехи приводят к разрушению передаваемых данных. Кроме перекрестных помех необходимо также учитывать и электромагнитные помехи, возникающие из-за воздействия различных промышленных или бытовых источников помех. Измерение шумов в широкой полосе частот позволит определить помехи, вносимые в абонентскую линию другими системами. При этом для каждой технологии необходимо проводить измерения в определенном спектре частот (в частности, при подготовке линии для подключения системы ADSL необходимо провести измерение в частотном диапазоне как минимум до 1 МГц).

В течение многих лет производители проверочного оборудования разрабатывали и выпускали разнообразные приборы, позволяющие оценить качество абонентской телефонной линии. Однако, большая часть такого оборудования рассчитана на работу в диапазоне голосовых частот и поэтому может использоваться для проверки телефонных линий на соответствие высокоскоростным системам передачи данных (например, технологиям DSL) только очень ограниченно.

При этом, несмотря на стратегическое развитие в сторону централизованной проверки и оценки готовности линий, очень важно иметь и использовать портативное тестовое оборудование, которое позволило бы техникам быстро и точно проверить, поддерживает ли абонентская линия технологии DSL.

Такие приборы способны эмулировать модемы, устанавливаемые на абонентском и на станционном концах линии. Они подключается к абонентскому концу телефонной линии и, благодаря встроенному модему, устанавливает соединение с модемом, находящимся на другом конце телефонной линии на станции. Если соединение установлено с ожидаемой скоростью передачи данных, абонентская линия признается пригодной для использования. Если же скорость соединения слишком мала или соединение не установлено вовсе, необходимо провести дополнительные процедуры по подготовке линии к использованию (описанные выше). Следует заметить, что данную процедуру практически невозможно провести при использовании стандартных модемов, которые требуют обязательного подключения к источнику питания переменного тока и не предназначены для постоянной переноски. Переносной тестер может быть подключен к телефонной линии в любой точке, что позволяет точно определить те участки линии, которые требуют модернизации. К сожалению, данный тестер не подходит для точного определения неисправности абонентской телефонной линии, позволяя проверить только возможность организации по данной линии высокоскоростной передачи данных.

Медные телефонные кабели позволяют передавать сигналы телефонной связи, потому что электрические характеристики этих кабелей в точности соответствуют тому узкому диапазону звуковых частот, которым и ограничена традиционная телефонная связь. Для обеспечения высокого качества передачи голоса на телефонных линиях, особенно имеющих большую длину, и обеспечения безопасности как людей, так и различного оборудования, используются различные дополнительные конструктивные элементы. К сожалению, большая часть этих конструктивных элементов несовместима с цифровыми высокочастотными системами передачи. При развертывании высокоскоростных систем передачи данных эти конструктивные элементы, а также любые явные и скрытые повреждения кабельной сети, должны быть идентифицированы, локализированы и устранены, причем желательно наиболее быстро и с наименьшими затратами. Современные системы высокоскоростной передачи данных требуют использования и самых современных и совершенных технических средств тестирования телефонных линий, которые должны обеспечивать поиск и устранение тех неисправностей, которые отрицательным образом влияют именно на высокоскоростную передачу данных. Неумение (или нежелание) провести предварительное тестирование, точную предварительную проверку абонентских телефонных линий и их оценку с точки зрения использования для высокоскоростной передачи данных может стать серьезным препятствием не только на пути внедрения современных технологий DSL, но на пути дальнейшего развития телефонных компаний, пытающихся внедрять данные технологии.

 

©2003 - 2017 ИМАГ Все пpава защищены. Использование любых матеpиалов тpебyет согласования.