Алгоритм диагностики симметричных кабелей (продолжение)

Процесс реанимации витой пары завершается выполнением еще нескольких действий.

При соответствии параметров пп. 1-5 заданным нормам (см. предыдущий материал) следует измерить помеху от сети переменного тока (Power Influence, PI), для чего между каждым проводом витой пары и землей устанавливается измеритель уровня. Из полученных значений выбирается большее. Именно его принимают в качестве уровня помехи от сети переменного тока PI.

Если значение выше, чем –10 dBmp в единицах ITU-T или +80 dBrnC в единицах ANSI, то, вероятнее всего, поврежден экран кабеля.

Затем по результатам измеренных шумов витой пары (Circuit Noise или Metallic Noise) и помех от сети переменного тока PI определяется затухание асимметрии витой пары (Balance, B):

B = PI — CN

Очевидно, что значение B характеризует степень подавления витой парой внешних помех. Если B превышает заданную норму (например, согласно требованиям ANSI, этой нормой является величина 60 дБ), то витая пара считается исправной. При B < 60 дБ пара повреждена. Нужно отметить, что в разных странах стандартные требования регулирующих органов отраслей связи относительно параметра В могут несколько различаться. В большинстве же случаев используемые значения близки (например, приведенная в российском ОСТ 45.36.97 норма на асимметрию на постоянном токе, равная 1%, одинакова для всех стандартов ANSI, ETSI, ITU-T и др.).

Если пара признана исправной, измерение затухания продольной асимметрии B следует повторить с подключенным оборудованием пользователя. В случае ухудшения показателя (В < 60 дБ) причину неисправности нужно искать в терминальном оборудовании. Если же показатель по-прежнему будет в норме (B > 60 дБ) и пара на момент измерения в порядке, то стоит еще раз побеседовать с абонентом. Возможно, речь идет о периодически возрастающих шумах.

Но может оказаться и так, что при удовлетворительной асимметрии пары (для нашего примера В > 60 дБ) величина PI слишком велика (значительно превышает +80 dBrnc или –10 dBmp). Такое случается при нарушении целостности экрана, плохом заземлении или аварии в сети переменного тока, повлекшей за собой увеличение помех. Для выяснения истинной причины необходим прибор (кабельный тестер), который позволяет измерять суммарную мощность шумов — как псофометрическую, так и эффективную, — а также определять вклад каждой из гармонических составляющих помехи (обычно это гармоники сети переменного тока 50 Гц, т. е. частоты, кратные 50). В принципе можно использовать и несколько приборов; важно только, чтобы они позволяли измерять все три указанных параметра.

Прежде чем перейти к описанию дальнейших действий, напомним некоторые особенности оценки шума в телефонном канале. В истории телефонии основополагающей и, пожалуй, самой старой нормой является норма мощности допустимого шума в телефонном канале. В отличие от других видов информации (телевидения, передачи данных, факсимильной передачи и др.), критически важным параметром телефонного канала считается не отношение сигнал/шум, а абсолютная мощность последнего, поскольку во время телефонного разговора особую неприятность доставляют шумы в паузах.

В результате длительной теоретической и практической работы было установлено, что абоненты чувствуют себя комфортно, если абсолютная величина мощности шума в паузах будет менее 100 пВт псоф. Сокращенное наименование происходит от слова «псофометрический», которое означает, что данная мощность учитывает чувствительность человеческого уха, очень сильно «срезающего» нижние частоты вобласти 50 Гц и максимально воспринимающего звуки в области частот 1000 Гц. Поэтому из «гладкого» шума (т. е. равномерного в диапазоне частот до 3 кГц) наше ухо воспринимает примерно половину. Таким образом, допустимая эффективная мощность шума составляет 200 пВт. Мощности шума 100 пВт псоф соответствует уровень шума –70 дБм псоф относительно опорной мощности 1 мВт или +20 dBrnc относительно опорной мощности 1 пВт. Первая из этих норм является нормой ITU-T, а вторая — нормой ANSI. Поскольку 1 мВт = 109 пВт, то разница между числовыми значениями норм ITU-T и ANSI равна 10 lg109 = 90 дБ.

Именно поэтому в примере использована норма +20 dBrnc. Значения же 100 пВт псоф и –70 дБм псоф содержит ОСТ 45.36.97.

Столь пространное отступление довольно важно для понимания того факта, что при определении стандартов для существующих телефонных сетей обычно основываются на норме шума в паузах телефонного разговора. Именно она, например, влияет на то, как устанавливаются все частные параметры так называемых гипотетических телефонных цепей.

Задача же данного этапа — уточнить причины повышенных шумов PI со стороны сети переменноготока.

Для начала нужно измерить уровни шума между любой жилой пары и землей с помощью широкополосного измерителя при включенном на его входе фильтре нижних частот с равномерной частотной характеристикой в полосе частот от 0 до 3 кГц. Измеренное значение равно PI_эфф.

Затем необходимо измерить уровень шума между теми же точками при включенном взвешивающем контуре ITU-T или ANSI. Измеренное значение — PI _псоф.

Вывод можно сделать, оценивая результаты выполненных измерений:

• если PI_эфф — PI _псоф > 30 дБ, то можно считать, что наиболее вероятной причиной повреждения является аварийное состояние сети переменного тока, которое нельзя устранить без взаимодействия с энергетиками;
• если 29 дБ > PI_эфф — PI _псоф > 21 дБ, то причины повреждения как в аварийном состоянии сети переменного тока, так и в низком качестве заземления экрана;
• если PI_эфф — PI _псоф < 20 дБ, то можно считать, что повреждение произошло из-за нарушения целостности экрана и его заземлений.

Справедливость такой оценки не вполне очевидна и требует пояснений, для чего рассмотрим гипотетический случай, когда помеха гармоническая и имеет частоту 1000 Гц. Очевидно, что при такой помехе показания широкополосного измерителя без взвешивающего контура и со взвешивающим контуром ITU-T или ANSI будут одинаковы. Экран кабеля выполняет роль фильтра, подавляющего частоту сети и ее гармоник. Поэтому спектр помехи от сети переменного тока при работающем экране более узок, чем при поврежденном. Следовательно, если экран исправен, разница PI_эфф — PI _псоф будет меньшей.

Дополнительным подтверждением правильности идентификации причины повышенной внешней помехи от сети переменного тока может служить измерение спектрального состава помехи с помощью избирательного измерителя уровня. Наличие в составе помехи гармоник частоты сети выше 1000 Гц указывает на нарушения непрерывности экрана кабеля.

Общеизвестно, что проникновение в кабель воды или высокая влажность воздуха в его сердечнике из-за ухудшения герметичности оболочки приводит к частым повреждениям. Присутствие воды можно обнаружить, сравнивая показатели длины кабеля, полученные с помощью измерительного моста постоянного (мост сопротивлений, short meter) и переменного (мост емкостей, open meter) тока. При наличии водыв сердечнике кабеля результаты измерений длины могут отличаться весьма существенно (порой втри раза). Причем первый мост будет показывать реальную величину, а второй — искаженную за счет изменения погонной емкости кабеля.

Если не весь контролируемый участок кабеля находится в воде, то границы распространения влаги можно определить с помощью рефлектометра во временной области TDR. В крайних точках заполненного водой сердечника рефлектометр покажет резкие изменения входного сопротивления. Таким образом, комбинированное использование моста емкостей и временного рефлектометра TDR позволяет точно идентифицировать заполненный водой отрезок кабеля.

Достаточно частым видом повреждения витых пар являются резистивные утечки, возникающие в результате нарушения целостности изоляции жил витых пар, ошибок монтажа, проникновения в кабель воды. Допустимыми считаются резистивные утечки между жилами витой пары, а также между каждой жилой и землей — 500 кОм и более.

Асимметрия витой пары может быть вызвана некачественным сростком с увеличенным контактным сопротивлением. При наличии неплотного контакта возможно появление тресков в телефонном канале, напоминающих грозовые разряды. Обычно шумы подобного типа называют «статические» (static). Такие повреждения находят при помощи специальной технологии, называемой «стрессовое тестирование» (stress test). В соответствии с ней, к витой паре, имеющей сростки с высоким контактным сопротивлением, прикладывают напряжение 135 В, а на него накладывают переменный ток частотой 1000 Гц достаточно большой величины. В высокоомном сростке возникают значительные шумы, которые могут быть обнаружены приемником, похожим на приемники кабельных трассоискателей. Особенно важно то, что технология позволяетобнаруживать не только высокоомные сростки, но исростки с переменным контактом.