Тестирование электрических линий и каналов структурированной кабельной системы

Тестирование электрических  линий и каналов

      структурированной  кабельной системы.

 Общие сведения  о тестировании

        структурированной кабельной системы

Высокие требования к современной СКС привели к тому, что сегодня недостаточно просто проложить кабели и показать правильную карту соединений. Кабельной системы нет до тех пор, пока не проведено ее тестирование. Процесс тестирования инсталлированной СКС является самым ответственным и финальным моментом ее создания. Он требует сложных и дорогостоящих «полевых» измерительных приборов и предъявляет высокие требования к квалификации персонала, осуществляющего тестирование.

 Требования к процедурам  тестирования СКС изложены в  нормативном Приложении B к стандарту  ISO/IEC 11801:2002(E). Ниже кратко рассмотрены  эти требования.

 Прежде всего, стандарт ISO/IEC 11801:2002(E) требует, чтобы в инсталлированной  СКС тестовые процедуры и оборудование  для каналов, стационарных линий и линий точки консолидации соответствовали стандарту IEC 61935-1. Кроме того, тестовые процедуры должны соответствовать:

• для шнуров — стандарту IEC 61935-2;
• для кабелей — стандарту IEC 61156-1;
• для соединительного оборудования — соответствующим частям стандарта IEC  60603-7.

Тестирование СКС определено стандартом ISO/IEC 11801:2002(E) в трех видах:

• приемочное тестирование (англ. acceptance testing) — как средство объявить готовой и годной кабельную систему, про которую заранее известно, что она сделана в соответствии с рекомендациями стандарта по структуре, топологии и изготовлению, а также состоит из компонентов, соответствующих требованиям к характеристикам компонентов соответствующих категорий;
• тестирование на соответствие (англ. compliance testing) — как средство объявить готовой, годной и соответствующей стандарту ISO/IEC 11801:2002(E) кабельную систему, которая содержит не только известные по характеристикам компоненты, но и такие, характеристики которых заранее неизвестны;
• эталонное тестирование (англ. reference testing) — как средство тестирования моделей каналов и линий в лабораторных условиях с помощью лабораторного оборудования, а также как средство для сравнения результатов измерений, полученных с помощью лабораторного оборудования, с результатами, полученными «полевым» измерительным оборудованием. Эталонное тестирование моделей каналов и линий в лабораторных условиях используется также для проверки тех параметров, которые не могут быть протестированы в полевых условиях.

  Заметим, что при создании и эксплуатации СКС проводятся разнообразные измерения, необходимость которых вызывается различными причинами: потеря связи, контроль выполненной работы, сомнения в исправности и т. п. При про ведении такого рода измерений персонал может использовать любое оборудование и методики, которыми он располагает и которым он доверяет. Но при тестировании СКС одного из указанных видов должно использоваться оборудование и процедуры, как сказано выше, только соответствующие стандарту IEC 61935-1.Именно такое тестирование мы здесь и обсуждаем.

На практике вид тестирования, состав тестирующего оборудования, критерии тестирования и набор измеряемых характеристик должен быть оговорен в техническом задании на СКС.

  Параметры, измеряющиеся при  трех указанных выше видах  тестирования в соответствии  со стандартом ISO/IEC 11801:2002(E), приведены  в табл. 4.8.

Таблица 4.8. Параметры электрических  каналов и линий, измеряемые в  трех видах тестирования СКС в  соответствии со стандартом ISO/IEC 11801:2002(E)

Параметры могут быть:

• информативными. Они обозначены буквами «Информ» и могут измеряться в процессе приемочного тестирования по согласованию с Заказчиком СКС;
• расчетными. Они рассчитываются по измеренным параметрам и обозначены буквами «Расч»;
• обязательными. Они обозначены буквами «Обяз» и обязательно должны измеряться при тестировании любого из трех видов.

Из данных табл. 4.8 следует, что при  приемочном тестировании обязательными параметрами для измерений являются только карта соединений и непрерывность проводников. Из этого, однако, не следует, что остальные параметры не нужно измерять при приемке СКС. Поскольку многие из них определяются только монтажом, их измерение - это единственная возможность убедиться в его качестве.

Кстати, и Заказчик, который не хотел  бы убедиться, что его СКС соответствует стандарту, вряд ли найдется. В связи с этим при приемке СКС чаще всего производится не «приемочное тестирование», а «тестирование на соответствие», даже если соблюдены условия приемочного тестирования.

Оборудование для тестирования кабельной системы в «полевых» условиях

Современная элементная база радиоэлектроники позволила создать  эффективные измерительные приборы для тестирования СКС в «полевых» условиях, т. е. в месте ее инсталляции на конкретном объекте. К приборам такого типа предъявляются серьезные требования как со стороны эксплуатационных условий, так и со стороны стабильности и точности измерений. Кроме того, необходимо проводить многочисленные и разнородные измерения, в том числе и косвенные, требующие от прибора и достаточных вычислительных возможностей. В последнее время эти требования еще более усложнились в связи с необходимостью проводить измерения на частотах вплоть до 600 МГц и выше. Прибор для тестирования СКС должен, как и всякий современный прибор, обладать и сервисными функциями, связанными с хранением, представлением и распечаткой результатов измерений.

Перечисленные обстоятельства приводят к тому, что парк таких  приборов ограничен по численности, а цена одного прибора в полном комплекте доходит до 10 тысяч долларов США. Добавим также, что, к сожалению, отечественная промышленность на сегодняшний день не выпускает полевых приборов для тестирования СКС на соответствие стандарту ISO/IEC 11801:2002(E).

Приборы и методики для  тестирования СКС должны удовлетворять требованиям стандарта IEC 61935-1 (см. Приложение I.1), который был принят в 2000 г. и исправлен дополнением 1, вышедшем в 2002 г. после выхода в свет стандарта ISO/IEC 11801:2002(E). Заявлено, что стандарт останется неизменным до 2006 г., после чего он может быть изменен и дополнен. Кратко остановимся на требованиях указанного стандарта.

Прежде всего, в стандарте  указано, что измерения на линиях и каналах классов D и E могут проводиться полевыми тестерами, в то время как для класса F в диапазоне частот от 300 до 600 МГц — только с помощью сетевых анализаторов или анализаторов спектра. Характеристики (в основном, точность) полевого тестирующего оборудования и сами приборы классифицируются по уровням (англ. level) и сегодня в телекоммуникационной промышленности используются полевые измерительные приборы уровней I, II, IIE и III. Полевые приборы, используемые для сертификации линий и каналов классов D и E, определяются как приборы уровня IIE и уровня III, соответственно. Стандарт определяет требования только к электрическим характеристикам приборов и методов и их точности; требования к сервисным функциям, размерам, надежности, стойкости к климатическим и механическим воздействиям и т. п. не охватываются данным стандартом. В связи с этим, производители таких приборов не ограничены данным стандартом в выборе конструктивных и сервисных возможностей разрабатываемых устройств.

Стандартом IEC 61935-1 специфицированы  требования к методикам и при борам, измеряющим в полевых условиях 11 параметров, а именно: карту соединений с их непрерывностью, задержку, перекос задержек, длину, потери ввода, NEXT, PSNEXT, ELFEXT, PSELFEXT, возвратные потери, сопротивление петли постоянному току. Измерения должны проводиться в конфигурациях «канал» и «стационарная линия». Конкретный набор параметров, как было сказано выше, определяется видом тестирования и техническим заданием на СКС, а сами параметры должны удовлетворять стандарту ISO/IEC 11801:2002(E). Требования к методикам измерений параметров ACR и PSACR стандартом IEC 61935-1 отдельно не специфицируются, но нужно помнить, что эти параметры входят в число параметров, нужных при тестировании на соответствие (см. табл. 4.8).

Требования к погрешностям тестирующих приборов уровней IIE и III при измерениях предельных критериальных значений параметров ( критерий теста - «прошел/не прошел», предел параметра - по стандарту ISO/IEC 11801:2002(E)) представлены в таблице 4.9.

Очень важной характеристикой  полевого прибора является его динамический диапазон по напряжению. Связано это с тем, что при измерении параметров NEXT и FEXT нужно измерить большое напряжение исходного сигнала и маленькое напряжение наведенного или ослабленного сигнала, а потом сравнить их. По стандарту IEC 61935-1 требуется, чтобы этот динамический диапазон был не менее 63 дБ для приборов уровня IIE и не менее 65 дБ для приборов уровня III.

Порядок проведения тестовых измерений параметров СКС в полевых  условиях также имеет свои особенности. Стандарт требует, чтобы владелец полевого измерительного прибора обязательно создал «эталонную» линию (англ. reference link) Изготовление структурированной кабельной системы и регулярно с помощью своего прибора проводил ее тестирование. Эта линия будет исполнять роль меры. Повторяющиеся на ней измерения должны давать одни и те же результаты с величиной погрешности, определенной в паспорте прибора.

Это требование необходимо выполнять, поскольку при многократном использовании  полевого прибора изнашиваются его  коннекторы и тестовые шнуры и  нужно быть всегда уверенным в  исправности и годности такого прибора.

Таблица 4.9. Допустимые погрешности  тестирующих приборов уровней IIE и III при измерениях предельных критериальных значений параметров ( критерий теста «прошел/не прошел», предел параметра — по стандарту ISO/IEC 11801:2002(E))

Каждая линия должна быть измерена «в двух направлениях»: после  первого измерения основной и  удаленный блоки прибора меняются местами и проводится второе измерение. При этом все наихудшие значения параметров (за исключением NEXT и Return Loss) должны оставаться теми же самыми в пределах удвоенной погрешности прибора. «Ближние» значения NEXT и RL, полученные в первом измерении, необходимо сравнить с «удаленными» значениями NEXT и RL, полученными во втором измерении. Также и «удаленные» значения в первом измерении необходимо сравнить с «ближними» второго. В обоих случаях разница между значениями не должна превышать удвоенной погрешности прибора.

Полевых приборов, выпускающихся  сегодня и способных проводить  тестирование на соответствие линий  и каналов классов D (уровень IIE) и E (уровень III) не много. В таблице 4.10, взятой из [29], приведен их перечень. Там же проведено сравнение их измерительных и сервисных возможностей.

Таблица 4.10. Перечень полевых  приборов для тестирования СКС