Тема: Тестирование и измерения в СКС. Тестирование электрической подсистемы.
Цель: ознакомиться с видами и технологией тестирования и измерений кабельных линий СКС; знать типы измерительного оборудования.
План:
1. Виды и назначение измерений.
2. Оборудование для тестирования и измерений.
3. Тестирование СКС на базе медных кабелей.
1. Процесс тестирования СКС является финальным этапом ее создания. Именно на этом этапе осуществляется подтверждение того, что СКС создана в соответствии с требованиями стандартов и способна обеспечить надежную работу всей информационной сети предприятия. Требования к процедурам тестирования СКС описаны в приложении В стандарта ISO / EC 11801.
Комплекс измерений параметров электрических и оптических компонентов структурированной кабельной системы, а также смонтированных на их основе линий, предназначенн для определения состояния СКС, предупреждения повреждений и накопления статистических данных, используемых при разработке мероприятий по повышению надежности СКС. Тестирование и измерения выполняются в следующих случаях:
- В процессе производства отдельных компонентов (выходной контроль) и в процессе инсталляции компонентов (входной контроль);
- При определении соответствия СКС требованиям стандартов (сертификации);
- При проведении приемо-сдаточных испытаний СКС;
- При эксплуатации кабельной системы при выполнении профилактических, аварийных и контрольных проверок.
Целью измерений, выполняемых в процессе входного / выходного контроля, является проверка качества изготовления и соответствия параметров отдельных компонентов требованиям стандартов.
Приемо-сдаточные измерения проводятся приемными комиссиями для проверки качества выполнения работ и соответствия параметров линий и трактов смонтированной СКС стандартам и другим нормативным документам.
Эксплуатационные измерения проводятся техническим персоналом в процессе текущей эксплуатации СКС. их принято делить на профилактические, аварийные и контрольные.
Профилактические измерения выполняются с целью выявления и устранения возникающих в процессе эксплуатации отклонений параметров от установленных норм. Правила проведения профилактических измерений определяются стандартами и инструкциями. Периодичность измерений этого вида зависит от условий эксплуатации, состояния контролируемых объектов и требований по поддержанию эксплуатационной готовности.
Аварийные измерения проводятся с целью определения характера и места повреждений кабельных линий. Основной целью этих измерений является выявление характера повреждения и нахождения его места. Главными требованиями к аварийным измерений является высокая скорость определения характера повреждения и точность определения его места.
Контрольные измерения осуществляются после окончания ремонтных и аварийных работ. их целью является определение качества выполнения ремонтно-восстановительных работ. Контрольные измерения включают в себя весь комплекс проверок параметров линий и выполняются по правилам и методикам, принятым для приемо-сдаточных измерений.
При тестировании СКС необходимо измерять достаточно большое количество параметров, которые делятся на три группы:
обязательные - данные параметры обязательные к измерениям, а их значения измеряются любого вида измерений;
не обязательны (информационные) - данные параметры измеряются при необходимости или по требованию заказчика;
расчетные - данные параметры не измеряются, а рассчитываются на базе инпшх измеряемых параметров.
Результаты всех проведенных тестов и измерений в обязательном порядке фиксируются и заносятся в базу данных административной подсистемы СКС.
Оборудование для тестирования и измерений
Для проведения измерений может применяться различное оборудование, отличаемое друг от друга функциональными возможностями. В общем случае для тестирования и измерений параметров СКС могут использовать оборудование, которое можно разделить на три основные группы (рис. 1):
1. Сетевые анализаторы (Network Analyzers)
2. Тестеры СКС (FTE - Field Test Equipment)
3. Обычные электрические тестеры.
Рисунок 1 - Оборудование для тестирования подсистем СКС
Сетевые анализаторы (не следует путать их с анализаторами протоколов) представляют собой эталонное измерительное оборудование для диагностики и сертификации СКС. Эти приборы позволяют осуществлять тестирование всех параметров СКС в различном диапазоне частот, и обладают сервисными функциями, связанными с хранением, предоставлением и печатью результатов измерений. Данный тип оборудования делится на переносные (для тестирования смонтированной СКС) и стационарные (для тестирования в лабораторных условиях параметров отдельных элементов СКС). Следует отметить, что данный тип оборудования имеет гораздо большую цену.
Тестеры СКС разработаны специально для диагностики и тестирования непосредственно на объекте монтажа СКС (то есть для выполнения полевого тестирования (field testing)). Часто их называют кабельными сканерами (Cable Scanners). Тестеры СКС является основным инструментом для оперативных измерений подсистем СКС. Эти устройства имеют гораздо меньший функционал по сравнению с сетевыми анализаторами, но и они позволяют осуществлять измерения необходимого минимума параметров кабельных трактов СКС.
Электрические тестеры представляют собой простые и широко распространенные приборы. Позволяют измерять постоянный и переменный ток и напряжение, а также активное сопротивление постоянного тока. Наиболее совершенные устройства этой группы дополнительно контролируют частоту, емкость, температуру, параметры полевых и биполярных транзисторов и выполняют некоторые другие измерения. Их применяют для простых диагностических проверок типа определения обрывов и коротких замыканий в случае отсутствия тестера СКС.
3. Тестирование СКС на базе медных кабелей
В общем случае по СКС объекты тестирования можно разделить на две основные группы: компоненты СКС и смонтированы тракты передачи на базе медного электрического кабеля типа витая пара. К тестируемым электрическим компонентам СКС относятся кабели и разъемы. Необходимость тестирования медных кабелей как отдельного компонента возникает перед началом установки, причем этот процесс может быть выполнен непосредственно на объекте монтажа переносными приборами.
Тракт передачи, как объект тестирования, может быть представлен либо в виде базовой линии (Permenent Link), или канала (рис. 2). Таким образом, два основных объекта тестирования относятся к горизонтальной подсистемы. Канал определяет путь передачи сигнала от порта к порту активного сетевого оборудования и имеет максимальную длину 100 метров.
Базовая линия - это канал без конечных шнуров, предназначенных для подключения сетевого оборудования. Считается, что в процессе проведения измерений параметров линии конечные шнуры заменяются на эталонные шнуры тестирующего оборудования. Так как базовая линия является более постоянным элементом СКС (конечные шнуры, особенно абонентские часто выходят из строя и заменяются на другие, приводит к изменению параметров всего тракта), то в основном происходит тестирование именно базовой линии.
Рисунок 2 - Канал и базовая линия
Тракты СКС тестируются в следующих случаях:
1. Проверка связи (Acceptance testing). Это простейший тест, который может выполняться для линий, спроектированных в соответствии с требованиями стандарта и смонтированных из компонентов, также соответствуют этим требованиям. Выполняется при сдаче СКС в эксплуатацию.
2. Проблемы со связью (Trouble shooting). Этот тест выполняется в случае потери или сбоев связи, то есть в процессе эксплуатации СКС.
3. Тест линии на соответствие требованиям ISO / IEC 11801 (Compliance testing).
Он выполняется для проверки соответствия электрических характеристик линии
требованиям определенного класса (рекомендуется создавать современные СКС в соответствии с Требованиями класса Е и выше). Этот тест выполняется при проведении сертификации СКС.
В табл.1 приведен перечень параметров, которые необходимо измерять при проведении тех или иных измерений.
Таблица 1 - Перечень параметров, которые необходимо измерять при проведении тестирования СКС на базе медного кабеля
| Название теста | Проверка наличии связи | Проблемы со связью | Тест на соответствие требованиям стандарта ISO / IEC 11801 | |
| длина линии | Обязательно | не обязательно | Обязательно | |
| Обратные потери RL | не обязательно | не обязательно | Обязательно | |
| Потери введения IL | не обязательно | не обязательно | Обязательно | |
| Переходное затухание на ближнем конце - NEXT | Обязательно | Обязательно | Обязательно | |
| Суммарное переходное затухание на ближнем конце PSNEXT | расчет | расчет | расчет | |
| защищенность ACR | Обязательно | Обязательно | Обязательно | |
| Суммарная защищенность PSACR | расчет | расчет | расчет | |
| Нормированное переходное затухание на дальнем конце ELFEXT | не обязательно | Обязательно | Обязательно | |
| Суммарное нормированное переходное затухание на дальнем конце PSELFEXT | расчет | расчет | расчет | |
| волновое сопротивление | не обязательно | не обязательно | Обязательно | |
| Задержка сигнала PD | Обязательно | не обязательно | Обязательно | |
| Перекос задержки DS | Обязательно | не обязательно | Обязательно | |
| Сопротивление постоянному току DCLR | Обязательно | Обязательно | Обязательно | |
| Сопротивление экрана постоянному току | не обязательно | не обязательно | Обязательно | |
| Правильность разводки проводников пар по контактам модульного разъема (Wire map). | Обязательно | Обязательно | Обязательно | |
| Целостность проводников, экрана, короткие замыкания и обрывы | Обязательно | Обязательно | Обязательно | |
При оценке результатов тестирования необходимо учитывать, что каналы и базовые линии обеспечивают работу определенных классов приложений и делятся на категории 3, 5, 6, 6A, 7, 7A и оценка параметров осуществляется по тем значениям, которые характерны для соответствующей категории. В общем случае действует правило, что базовая линия или канал имеют категорию, соответствующую категории худшего элемента линии (если все элементы имеют категорию 6, а один из элементов категории 5, то общая категория канала или базовой линии будет 5).
В правильно смонтированном канале или базовой линии проводники витых пар должны подключаться к контактам конечных модульных разъемов с теми же номерами, то есть так же, как в прямых конечных и коммутационных шнурах. Пример правильного подключения проводников пар согласно схеме показан на рис. 3, там же изображены типичные ошибки, допускаемые монтажниками при установке модульных разъемов. Все ошибки в разведении модульных разъемов могут быть разделены на три основные группы:
1. Реверсирование пары (Reversed Pair) (рис. 3 б) возникает в тех ситуациях, когда на разных сторонах кабельной линии взаимно меняются номера контактов модульного разъема, к которым подключаются пары. Это ведет к изменению полярности сигнала на приемной стороне.
2. Перестановка пар (Transposed Pairs) (рис. 3в) в данном случае понимается подключения на другой стороне кабельной линии любой пары не к контактам, а к контактам одной из трех других пар. Перестановка пар практически всегда приводит к потере связи и поэтому легко обнаруживаются на ранних этапах тестирования или тестовой эксплуатации смонтированной СКС.
3. Распределение пар (Split Pairs) (рис. 3г) происходит в тех случаях, когда к контактам модульных разъемов, предназначенных для подключения одной пары, подключаются проводники, физически относятся к различным пар, то есть они не перевитые между собой. Распределение пар сопровождается резким ухудшением электрических характеристик кабеля за счет роста затухания и падения переходного затухания.
Все другие виды ошибок представляют собой комбинацию перечисленных выше. Некоторые модели сетевых анализаторов имеют возможность графического отображения фактической схемы разводки витых пар на контакты конечных разъемов. По внешнему виду изображения можно легко обнаружить допущенную при разведении ошибку и ее тип.
Рисунок 3 - Ошибки при подключении проводников к контактам
Контрольные вопросы:
1. Для чего предназначены тестирование и измерения в СКС?
2. Какие типы измерений применяются в СКС?
3. Какие параметры измеряются при тестировании элементов СКС?
4. Какое техническое оборудование используется для проведения тестирования и измерений в СКС?
5. Какие объекты, и в каких случаях тестируются в СКС на базе медных кабелей?
6. Какие параметры необходимо измерять при проведении тестирования СКС на базе медного кабеля?
Литература:
Семенов А.Б.,Стрижаков С.К., Сунчелей И.Р. Структурированные кабельные системы.-:ДМК Пресс,2012, стр.476-486.