Стандарты и методики диагностики кабельных систем на витой паре и оптоволокне

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра «Мультимедийные Сети и Услуги Связи»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

по теме

«Стандарты и методики диагностики кабельных  систем на витой паре и оптоволокне»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2012

Стандарты диагностики кабельных систем на основе витой пары и оптоволокна

 

При диагностике кабельных систем следует руководствоваться следующими стандартами:

 

• TIA/EIA 568-A (включая приложения и дополнения) – Основной стандарт телекоммуникационных кабельных систем коммерческих зданий;
• TIA/EIA-TSB-155 – Стандарт спецификации кабелей и комплектующих и процедуры тестирования для работы IEEE 802.3 10 GBase-T по кабелям со сбалансированными медными витыми парами в каналах длиной до 100 метров;
• TIA/EIA TSB-95 – Дополнительные параметры передачи 4-парных 100 Ом кабелей Категории 5;
• TIA/EIA ТSB 67 – Спецификация параметров передачи симметричных кабельных систем для измерений в полевых условиях;
• EIA/TIA 455 – Серия стандартов, описывающая методы тестирования параметров передачи и физических параметров волоконно-оптического кабеля, разъемов и сплайсов;
• ITU-T Rec. G.650 – Характеристики среды передачи. Определение и методы измерений параметров одномодовых оптоволоконных кабелей;
• ITU-T Rec. G.651 – Характеристики многомодовых градиентных оптоволоконных кабелей 50/125 нм;
• ITU-T G.652 - Стандарт нормирует характеристики одномодового оптического волокна 1310/1550 нм и кабеля на его основе, включая геометрические, механические и оптические параметры.

 

TIA/EIA TSB-67: Полевая диагностик кабельных систем на основе неэкранированной витой пары

 

Спецификации  стандарта TIA/EIA TSB-67 определяют функции тестирования, конфигурации и минимально необходимую точность измерений полевого тестера, необходимые для диагностики кабельной системы на соответствие требованиям категории 5 в полевых условиях. TSB-67 определяет два уровня точности измерений и параметры конструкции измерительных приборов, требуемые для соответствия этим общим требованиям к точности измерений.

Данный бюллетень касается спецификаций полевого тестирования рабочих характеристик инсталлированных кабельных систем, спроектированных в соответствии с TIA/EIA-568-A.

Сегодня все пять ведущих производителей диагностического оборудования: Datacom Textron, Fluke, Hewlett-Packard/Scope Communications, Microtest, Wavetek Wandel Goltermann выпускают продукцию в соответствии с TSB-67 и уже предлагают приборы для тестирования систем Категории 6 и Класса E.

Компоненты, подлежащие тестированию: определены TSB-67 - UTP и STP (за исключением экрана и элементов системы заземления); не определены TSB-67 - волоконнооптические компоненты.

TSB 67 определяет и описывает:

• методы тестирования;
• интерпретацию результатов тестирования;
• критерии оценки результатов тестирования (Pass/Fail);
• характеристики полевых тестеров.

 

Тестирование проводится на соответствование требованиям к категориям. Основной категорией является CAT 5 UTP.

Соответствие требованиям. Конечный пользователь должен иметь возможность проверять тестер на соответствие заданным требованиям.

Воспроизводимость. Результаты всех тестов, проведенных на одном кабеле, должны 
находиться в пределах диапазона точности тестера.

Коннекторы и шнуры. Для изготовления всех аппаратных шнуров тестирующего оборудования требуется многожильный кабель CAT 5.

Патч-корды и перемычки. Патч-корды или перемычки, входящие в тестируемую схему, должны быть сертифицированы ТОЛЬКО для использования в ДАННОМ канале.

Тестируемые конфигурации

В соответствии с требованиями TSB-67 тестированию подлежат канал и базовая линия.

Канал. На рис. 1 показано определение Канала по TSB-67. Канал включает в себя все 
элементы базовой линии, а также — кроссировочные перемычки, патч-корды и аппаратные кабели, за исключением точек подключения на обоих концах. Кабели А и D - патч-корды, с помощью которых конечный пользователь будет осуществлять подключение активного оборудования к системе. Следует особо отметить, что эти шнуры не являются и не могут являться шнурами тестирующего оборудования - это должны быть реальные пользовательские шнуры.

Рис. 1. Модель базового канала

Как видно  из рис. 2, разъемы на концах аппаратных шнуров не включаются в модель 
канала. Они считаются частью тестера. Такие разъемы обычно представляют собой 8- 
позиционные модульные узлы (разъемы) вилка/гнездо.

Рис. 2. Конфигурация тестирования базового канала

Причиной  необходимости определения модели канала является следующее. Важно 
знать рабочие характеристики суммы всех компонентов между хабом и компьютером для уверенного прогнозирования качества связи от одного конца до другого. В случаях, когда заранее неизвестна конфигурация рабочих мест, применяется модель базовой линии.

 

Базовая линия. Следует отметить, что базовая линия представляет собой минимальную линию, имеющую только по одному разъему на каждом конце, в то время как канал - два. Кроме того, базовая линия может иметь длину не более 90 м, а канал не может быть длиннее 100 м (рис. 3, 4). Как следствие этого, значения затухания и потерь NEXT у канала хуже, чем у базовой линии.

Рис. 3. Модель базовой линии

Рис. 4. Конфигурация тестирования базовой линии

Тестируемые параметры

В соответствии с требованиями TSB-67 обязательному тестированию подлежат следующие четыре 
параметра:

• схема разводки;
• длина;
• затухание;
• потери NEXT.

 

Схема разводки

Проверка физического контакта на каждом конце кабеля; определяются – открытые концы, короткие замыкания, перекрещенные проводники, разбитые пары, реверсированные пары и прочие ошибки в схеме разводки. Схема  разводки должна быть одинаковой для  всех конфигураций (базовая линия  и канал).

 

Длина

Физическая длина - рассчитывается на основе маркеров длины, нанесенных на кабель; 
максимальная физическая длина базовой линии - 90 метров; максимальная физическая длина канала - 100 метров. Электрическая длина - расчет основан на использовании времени задержки прохождения сигнала по паре проводников; измерения выполняются с помощью TDR (Time Domain Reflectometer - рефлектометр с временным доменом); расчет выполняется на основе номинальной скорости распространения (Nominal Velocity of Propagation, NVP) сигнала по тестируемой паре.

 

Затухание

Затухание - потеря мощности сигнала  при прохождении по кабельной  паре, измеряется в дБ. Затухание  увеличивается с увеличением  несущей частоты. Оценка результата тестирования всех пар производится на основании наихудшего показания. Промежуток между тестовыми замерами затухания минимально должен составлять 1 МГц. Пределы затухания приведены  в табл. 1.

 

Таблица 1. Предельные допустимые значения затухания

Частота,  МГц	Категория 5,  Канал	Категория 5,  Базовая линия
1,0	2,5	1,2
4,0	4,5	4,0
8,0	6,3	5,7
10,0	7,0	6,3
16,0	9,2	8,2
20,0	10,3	9,2
25,0	11,4	10,3
31,25	12,8	11,5
62,5	18,5	16,7
100,0	24,0	21,6

 

Отчет о затухании. Определение результов Pass/Fail. Тестеры должны использовать формулу А_линии = А_{соединения} + А_{системы}, исходя из 94 м для базовой линии и 100 м для канала. Условие Pass (положительный результат) - указывается наибольшее значение затухания. Условие Fail (отрицательный результат) - указываются значения затухания и частоты в точке сбоя. Измеренные значения затухания меньше 3 дБ (абсолютные) не должны маркироваться звездочкой (*) и не должны использоваться для определения результатов Pass/Fail. С повышением температуры затухание увеличивается. При температуре, отличной от 20°С, затухание возрастает на 0,4% на каждый °С для кабелей 5 категории. Результаты измерений, проведенных при температурах, отличных от 20°С, должны быть пересчитаны для определения истинных значений.

 

Переходное затухание  на ближнем конце (Near-End Crosstalk - NEXT)

Переходное затухание на ближнем  конце - наведение части сигнала  от одной пары на другие. Максимально  допустимое значение определяется по формулам, приведенным в TSB-67. Должны быть проверены все комбинации пар, измерения должны проводиться с обоих концов линии. Требования к промежуткам между тестовыми замерами NEXT приведены в табл.2.

 

 

Таблица 2. Промежутки между тестовыми замерами NEXT

Диапазон частот, МГц	Максимальный шаг измерений, МГц
1 - 31,25	0,15
100	0,25

 

Примечание: 1. Значения, превышающие 60 дБ, могут обозначаться как ">60дБ" 
2. Значения частот в отчете о результатах тестирования должны находиться в пределах ± полушага приведенных в таблице частот.

 

Пределы NEXT (табл. 3). 
Формулы для расчета:

 

 

 

где NEXT_channel – потери NEXT канала, NEXT_basicnnk – потери NEXT базовой линии, NEXT 
– потери NEXT горизонтального кабеля UTP по определению TIA/EIA-568-A, NEXT_connector – потери NEXT коммутационного оборудования DTP по определению TIA/EIA-568-A.

 

Таблица 3. Предельные допустимые значения потерь NEXT по TSB-67

Частота, МГц	Категория 5,  Канал	Категория 5,  Базовая  линия
1,0	60,0	60,0
4,0	50,6	51,8
8,0	45,6	47,1
10,0	44,0	45,5
16,0	40,6	42,3
20,0	39,0	40,7
25,0	37,4	39,1
31,25	35,7	37,6
62,5	30,6	32,7
100,0	27,1	29,3

 

Отчет о NEXT

Условие Pass. Указывается наихудшее значение предела NEXT или наихудшее значение NEXT.

Условие Fail. Указывается наихудшее значение предела NEXT.

В любом случае должны указываться  частота и пределы тестирования при наихудшем варианте.

Уровни точности измерений

 

Вследствие  того, что Базовая линия и Канал  представляют собой две различные  модели 
линий, TSB-67 определяет два различных уровня точности измерений - Level II (относительно высокая точность) и Level I (относительно низкая точность). При тестировании Канала измерения практически всегда проводятся без учета потерь NEXT на модульном интерфейсе полевого тестера. Непредвиденные потери NEXT в этой точке заставляют устанавливать предел достижимой точности измерений. В противоположность Каналу, при тестировании Базовой линии можно использовать интерфейсы производителя тестера с очень высокими характеристиками потерь NEXT. Эта разница и отражается в описании TSB-67 двух уровней точности измерений тестеров.

TSB-40A определяет наихудший случай рабочих характеристик NEXT любого модульного 8-позиционного соединения в 40 дБ на частоте 100 МГц. Несмотря на то, что многие соединения могут достигать значений в 42 или 43 дБ, можно расчитывать только на 40 дБ.

 

Технология определения точности измерений по TIA TSB-67

Спецификации  TIA TSB-67 определяют несколько методов проверки точности измерений полевых тестеров. Наиболее критической из них является модель погрешности измерений, описанная в Приложении А. Модель определения погрешности Приложения А предназначена для проверки соответствия наиболее строгим требованиям к точности измерений Уровня 2 (Level II).

Другая техника  оценки точности измерений предоставляет  несколько степеней проверки достоверности  техники Приложения А. В Приложении В описана техника сравнения данных измерений полевым тестером с соответствующими данными, полученными при измерениях с помощью лабораторных сетевых анализаторов. К другим техникам проверки достоверности результатов измерений относятся методы проверки тестера в полевых условиях с целью проверки калибровки и правильного функционирования.

Модель погрешностей полевого тестера

Теория  и назначение. Техника, описанная в Приложении A TSB-67, предназначена для 
определения соотношения между измеряемыми параметрами погрешности и результирующей полной точностью измерений прибора. Модель погрешности служит в качестве справочной.техники для определения соответствия степеням точности измерений инструмента level I и level II, определенным в спецификациях TSB-67.