Что такое омическая асимметрия
1, Вам, конечно, известен стандарт Российской Федерации КАБЕЛИ ТЕЛЕФОННЫЕ С П/Э ИЗОЛЯЦИЕЙ В ПЛАСТМАССОВОЙ ОБОЛОЧКЕ ГОСТ Р 51311-99. Прикладываю к письму лист с приложением «Е» этого Госта, а также
2.лист с Таблицей 17 из ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К КАБЕЛЯМ ТЕЛЕФОННЫМ С П/Э ИЗОЛЯЦИЕЙ В ПЛАСТМАССОВОЙ ОБОЛОЧКЕ, автором которых является Казахтелеком.
Прошу Вас оценить и ответить на следующие вопросы:
1. Равнозначны ли требования к омичесской асимметрии жил пары в том же кабеле для двух этих стандартов? …и если *нет*, то в чём суть
2. Логично ли исходить для оценки омичесской асимметрии от половины сопротивления шлейфа, как написано в стандарте Казахтелеком и…
4 Омическая асимметрия жил цепи (пары) постоянному току должна быть не более 1% от 0,5 Rшл.
Строку в этой таблице, по моему, следует читать как «. не более 1% половины длины шлейфа пары». То есть 1% от сопротивления жилы кабеля.
Например, сопротивление шлейфа 180 Ом. Сопротивление одной жилы в таком случае 180/2=90 Ом, а допустимая асиметрия 0.9 Ом. Можно сказать, что допустимая асимметрия по Вашим документам 0,5% от сопротивления шлейфа пары, собственно, как и в России. Иногда принимают допустимую асимметрию в 1% (по старому). Но если при измерениях получается более 1%, то на это, как правило, не обращают внимания.
Больше зависит от качества кабеля, чем от монтажа.
. в ОСТ 45 36-97 «ЛИНИИ КАБЕЛЬНЫЕ, ВОЗДУШНЫЕ И СМЕШАННЫЕ ГОРОДСКИХ ТЕЛЕФОННЫХ СЕТЕЙ Нормы электрические эксплуатационные» про шлейф ничего не сказано. Например, таблица 7.
| 2 | Асимметрия сопротивлений жил, %, не более | 1,0 |
Как считаете, значит ли это что нормируется именно разность между измеренными величинами сопротивлений жил (т.е. то, что показывает ИРК ПРО) или все-таки необходимо вычислить 1% от сопротивления шлейфа и сравнить с полученным значением?
По поводу асимметрии. Честно сказать, живя в Белоруссии я многими российскими ОСТами не располагаю. Но знаю, что норма асимметрии сравнивается с шлейфом, то есть 1% высчитывать надо, и сравнивают измеренное значение именно с ним.
По поводу присланного Вами кусочка таблицы вспомнилось, что примерно так же выглядел объём измерений. То есть, из 100 пар кабеля измеряется только одна. Уж не оттуда ли Вы его взяли?
Часто эту асимметрию вообще не измеряют, а пишут в протокол липу и не заморачиваются.
Вообще-то эта страница писалась «с головы». Для измерителя важнее норма, а не теория, норма же указана в ОСТ 45.83-96
5.2.2 Значение асимметрии сопротивлений жил АЛ ГТС постоянному току должно быть не более 0,5 % от сопротивления цепи.
Про измерение асимметрии конкретным прибором лучше брать инструкцию. (Для старичка ПКП есть страница)
Более глубокий анализ влияния асимметрии не встречал, но и не искал. Извините.
Что такое омическая асимметрия
Теперь вернёмся к кабелям и линиям. В подавляющем большинстве случаев в кабелях и проводах связи с металлическими жилами используются парные (симметричные) линии, то есть все параметры одного провода пары такие же, как параметры второго провода этой же пары. Параметры эти: сопротивление жил, изоляция, электрическая ёмкость к экрану (земле) и индуктивность. Соответственно разницу в них называют асимметрией. При этом различают асимметрию:
Асимметрия индуктивности шлейфа не измеряется. Асимметрия по изоляции в случае понижения изоляции одного провода ниже нормы называют «землёй» или повреждением, а в остальных случаях не измеряют.
При плановых и приёмо-сдаточных измерениях измеряется омическая асимметрия. И относительно недавно и в связи с активным использованием DSL-модемов стала измеряться асимметрия емкостная.
Асимметрия омическая
Омическая асимметрия – разница в сопротивлении двух жил пары постоянному току.
Мерить сопротивление одной жилы в проложенном кабеле проблематично. Гораздо проще сравнить сразу две. Для этого в приборах ПКП, ИРК-ПРО и др. предусмотрена соответствующая мостовая схема. Шнуры включаются так же, как при измерении шлейфа, только закороченная пара на другом конце заземляется или присоединяется к экрану кабеля. Выбирается соответствующий режим измерений, получается ответ в Омах. Остаётся сравнить с шлейфом пары и нормой 0,5% (СТС) или 1,0% (ГТС).
↓ Официально ↓
из ОСТ 45.83-96. Сеть телефонная сельская. Линии абонентский кабельные с металлическими жилами. Нормы эксплуатационные
…
5.2 Параметры цепей АЛ СТС из многопарных кабелей
…
5.2.2 Значение асимметрии сопротивлений жил АЛ СТС постоянному току должно быть не более 0,5% от сопротивления цепи.
Пример: Шлейф = 356,3 Ом, асимметрия = 2,1 Ома. Делим второе на первое, получаем 0,0059, или 0.59% т.е. для СТС «не норма». Ну и что теперь делать? Да, в общем-то, ничего. Особенно если кабель уже лежит в земле, и муфт на нём нет. Раньше надо было думать, входной контроль делать доскональный. А так остаётся только «забить». Проблема возникла из-за некачественного кабеля, чуть-чуть разные жилы в паре, и это уже не лечится. Впрочем, можно впаять в плинте сопротивление в 2 Ома на соответствующую жилу. Линию это ухудшит, но настырную проверку «наколоть» можно.
Раньше для соединительных линий существовала сложная система симметрирования в муфтах, с развитием оптоволоконных линий она стала не актуальна.
Схема включения и порядок работы при измерении изоляции и поиска повреждений прибором ПКП-5 есть на этой странице ПКП-5.
Как правило, небольшая асимметрия (1-2%) получается из-за разности диаметров жил в кабельной паре. Что в свою очередь, происходит из-за изношенности фильер при вытяжке жил на кабельном заводе. Или проще, из-за недостаточного контроля технологии изготовления.
Существует представление о том, что асимметрия в смонтированной длине кабеля возникает из-за некачественной скрутки муфт и плохого контакта в плинтах. Сопротивление вносимое контактами плинтов и соединителей в муфтах очень мало и не способно внести существенную разбежку.
• Норма на это сопротивление есть в приложениях к
ОСТ 45.36-97 → Характеристики соединителей токопроводящих жил кабелей
ОСТ 45.62-97 страницы: → Характеристики соединителей жил кабелей и → Характеристики модулей подключения плинтов
Выполняя входной контроль кабеля приходящего с завода можно убедиться, что асимметрия есть уже до монтажа муфт. И, как правило, плохая скрутка при монтаже имеет гораздо бо́льшее сопротивление и очень быстро переходит в обрыв. Так что основной «поставщик» ненормальной асимметрии кабельный завод.
__________
P.S. 12.02.14. Любопытно, что в ГОСТ Р 54429-2011 Кабели связи симметричные для цифровых систем передачи. Общие технические условия требования по омической асимметрии не столь строгие ↓
Так как речь в этом документе идёт о сопротивлении одной жилы, а не о шлейфе, то для пересчёта процента омической асимметрии к сопротивлению шлейфа следует значения 3% и 2% делить на два. То есть получиться 1,5% и 1% и именно эти цифры сравнимы с нормой 0,5% из ОСТ 45.83-96 или 1% из ОСТ 45.36-97
Асимметрия емкостная
Емкостная асимметрия это разница в ёмкости к земле (экрану) двух жил пары. Например, ёмкость жилы «а» к «земле» 36 nF, а ёмкость жилы «б» 35 nF. Отнимаем большее от меньшего (чтобы не выкидывать получившийся минус) и получаем емкостную асимметрию абсолютную в нанофарадах (nF)
Чтобы вычислить относительную асимметрию (Асо) надо разделить получившееся значение на ёмкость одной жилы и умножить результат на 100%, то есть
Так же как и асимметрия омическая при нормальной изоляции линии не исправляется ремонтом кабеля, а только его заменой.
Проблемы, связанные с асиметрией в кабелях связи. Измерение линий связи. Ассиметрия.
Зачем измеряют асимметрию и на какие параметры линии она оказывает влияние.
Телефонный провод, передающий какой-либо сигнал, окружает себя электромагнитным полем. Второй провод пары, учитывая, что ток течёт в нём в противоположном направлении, полностью уравновешивает это, создающее помехи поле. Если же пара с большой асимметрией, то уравновешивания не происходит. Сигнал на такой паре создаёт помехи в кабеле, и наоборот любая помеха проникает в эту линию. То есть асимметрия влияет на защищённость линии.
Для обычного телефона проблем от небольшой асимметрии, как правило, нет. Проблемы возникают у модемов и факсов, а их в свою очередь, становится на наших линиях всё больше и больше.
Измерение электрических параметров линий связи
На различных этапах строительно-монтажных и эксплуатационных работ производят измерения и испытания следующих электрических параметров цепей связи постоянным током: омической асимметрии, электрического сопротивления шлейфа, электрического сопротивления изоляции проводов, электрической емкости цепей и электрической прочности изоляции. Необходимость начинать измерения с определения значения омической асимметрии обусловлена тем, что одной из причин ее увеличения является плохой контакт в месте соединения проводов. При измерении омической асимметрии мост питается небольшим напряжением, недостаточным для создания электрического пробоя в месте плохого контакта. Следовательно, такое повреждение может быть сразу зафиксировано. Если же измерения начать с определения электрического сопротивления изоляции, емкости или с испытания электрической прочности изоляции, то под действием высокого напряжения, применяемого при этих измерениях, в месте плохого контакта может произойти электрический пробой, сопровождаемый временным восстановлением контакта. Следовательно, наличие плохого контакта в проводах не будет зафиксировано.
Измерения в зависимости от типа линии и цели подразделяются на приемо-сдаточные, профилактические, аварийные и контрольные.
Строительно-монтажные измерения проводятся с целью контроля за качеством работ на всех этапах строительства и доведения электрических параметров цепей до установленных норм.
Приемо-сдаточные измерения проводятся в процессе работы комиссий по приемке законченных строительством или реконструируемых линий связи с целью проверки качества выполненных работ и соответствия электрических параметров линейных сооружений нормам.
Профилактические (плановые) измерения проводятся периодически через определенные промежутки времени, установленные руководящими документами Министерства связи Республики Беларусь, с целью проверки соответствия нормам электрических параметров действующих линий связи.
Аварийные измерения проводятся на неисправных цепях с целью определения характера повреждения и расстояния до места повреждения.
Контрольные измерения производятся после окончания ремонтно-восстановительных работ с целью проверки электрических параметров восстановленной цепи.
Одним из важнейших параметров цепей связи является электрическое сопротивление проводов. В проводах линий связи происходит основная потеря мощности электрических сигналов. При расчете нормальных режимов работы приемных устройств систем связи учитывают потери в проводах цепи. Но если электрическое сопротивление проводов по какой-либо причине окажется больше расчетного, качество работы приемного устройства может значительно ухудшиться. Для цепей кабельных линий связи нормируется не электрическое сопротивление отдельных проводов, а электрическое сопротивление шлейфа, составленного из двух проводов цепи.
Электрическим сопротивлением шлейфа ( R ШЛ ) называется сумма электрических сопротивлений проводов двухпроводной цепи постоянному току [58].
Электрическое сопротивление шлейфа измеряется по схеме, приведенной на рисунке 56.
Цена не аргумент. Часть 2
Методика тестирования
На первом этапе проверялась общая длина кабеля в упаковке на основании данных о расстоянии между метражными метками. Также с помощью микрометра проверялся диаметр токопроводящей жилы проводника, изолированного проводника и наружный диаметр кабеля по оболочке.
Измерялись следующие электрические характеристики:
С целью более наглядной демонстрации результатов и последующего анализа электрических характеристик, тестирование проводилось в расширенном диапазоне частот до 350 МГц.
Перед измерением электрических характеристик и параметров передачи, 100 м кабеля наматывались на специальный барабан с металлической, спирально расположенной перегородкой толщиной 1.5 мм. Спираль выполнена так. чтобы каждый виток кабеля и соседние с ним витки находились на расстоянии, которое позволяет максимально снизить влияние межвитковых помех кабеля в процессе тестирования и не исказить полученные результаты. Оба конца кабеля подключались с помощью специальных коннекторов к измерительному оборудованию. Испытания проводились при температуре окружающей среды 20 С.
Надо сказать, что не все результаты измерений можно привести в обзоре в силу ограниченного объема статьи, поэтому мы остановимся на наиболее важных и показательных параметрах и характеристиках кабелей.
Общий итог
Главный итог испытания заключается в том, что ни один из протестированных образцов кабелей не удовлетворяет требованиям категории 5е, и только один из них с большой натяжкой можно отнести к категории 5. Можно говорить о соответствии категории 3. хотя отдельные образцы не удовлетворяют даже этим спецификациям.
Геометрические характеристики кабелей
Сюрпризы ожидали и при измерении диаметра токопроводящих жил. Выяснилось, что только пять кабелей удовлетворяют минимальному требованию категории 5е, согласно которому диаметр медного проводника должен быть не менее 0.50 мм и не более 0.65 мм.
Для остальных образцов обнаружено несоответствие реальных значений диаметров с величинами, указываемыми в прайс-листах и на веб-сайтах компаний, которые представляют соответствующую продукцию в Украине. Для одного из образцов разница составила 0.1 мм.
Электрические характеристики кабелей
Все проводники остальных кабелей не соответствуют требованиям. Причем результаты, полученные у двух образцов, NET’S и GKS, по сравнению с требуемой величиной оказались хуже более чем в 4 раза. Именно у этих образцов проводники изготавливаются по технологии CCS.
Омическая асимметрия
Анализ параметров передачи электрического сигнала
Чтобы сделать вывод о соответствии определенной категории, необходимо, чтобы фактические значение по каждому параметру тестирования хотя бы равнялось предельному во всем диапазоне частот. Конечно, желательно, чтобы имелся запас больше нуля. В сводной таблице на странице 71 указаны результаты тестирования кабелей на соответствие требованиям категории 5е согласно спецификациям стандарта IEC-61156-5. По всем параметрам для каждого конкретного кабеля указана минимальная разница между фактически измеренным и предельно допустимым значениями, то есть наихудший запас в дБ, а также значение частоты, на которой наихудший запас имел место.
Затухание
Напомним, что фактические значения по параметру затухание в графическом представлении должны располагаться ниже кривой предельных значений.
Электрические характеристики симметричных кабелей: параметры влияния, асимметрия
Помимо параметров передачи огромное влияние на электрические характеристики симметричных кабелей оказывают также параметры влияния.
ПАРАМЕТРЫ ВЛИЯНИЯ
Главные типы влияний в симметричных кабелях — переходные влияния на ближнем и дальнем конце вследствие паразитных электромагнитных и емкостных связей между парами одного кабеля или нескольких близко расположенных кабелей. Для оценки таких переходных влияний используют приборы для диагностики и локализации неисправностей в металлических кабелях.
Основным методом уменьшения таких влияний служит скрутка жил медной пары. Наиболее жесткие требования в этом отношении предъявляются в структурированных кабельных системах (СКС) с широким диапазоном рабочих частот: отсутствие скрутки жил допускается на расстоянии не более 1/2 дюйма от точки соединения двух отрезков кабеля.
Мерой оценки переходных влияний являются переходное затухание на ближнем конце (Near End Crosstalk, NEXT) и переходное затухание на дальнем конце (Far End Crosstalk, FEXT). Указанные параметры позволяют оценить пригодность пар симметричных кабелей для высокоскоростной передачи данных. Переходные затухания NEXT и FEXT могут выражаться через логарифм отношения мощности генератора P1, питающего влияющую цепь, к мощности помех Р2 в цепи, подверженной влиянию, т. е. как 10lg (P1/Р2) дБ или как разность уровней в указанных точках p1 – p2.
Стоит напомнить, что уровень сигнала или помехи в произвольной точке Х линии связи оцениваются как px = 10lg (Pх/1мВт) дБ. Здесь Pх представляет собой мощность сигнала в точке X. Иногда вместо обозначения дБ используют обозначение дБм с целью подчеркнуть тот факт, что в качестве опорной мощности выбрана мощность сигнала, равная 1 мВт. Ниже будет использоваться краткое обозначение дБ.
Величина NEXT оценивается разностью уровней сигнала на выходе передатчика одной пары и созданной им помехи на входе приемника другой, измеренных в одном и том же пункте, т. е. NEXT = p10 – p20.
Параметр NEXT является определяющим при однокабельном режиме работы линии связи, когда сигналы противоположных направлений передачи транспортируются по парам одного кабеля. Он играет ключевую роль и в тех случаях, когда для разделения сигналов противоположных направлений, передаваемых по одной паре, применяется метод эхокомпенсации. Как известно, спектры сигналов противоположных направлений передачи полностью (например, у HDSL) или частично (у ADSL) совпадают. Ранее в отечественной технической литературе для параметра NEXT использовалось обозначение A0.
Величина FEXT оценивается разностью уровней сигнала на выходе передатчика одной пары и созданной им помехи на входе приемника другой. Однако, в отличие от NEXT, при измерении FEXT передатчик влияющей пары и приемник подверженной влиянию пары расположены в противоположных пунктах линии передачи.
FEXT — это определяющий параметр при двухкабельном режиме работы линии связи, когда сигналы противоположных направлений передачи транспортируются по парам разных кабелей. Он имеет ключевое значение, и когда для разделения сигналов противоположных направлений, передаваемых по одной паре, используется метод частотного разделения сигналов FDM (например, в системах ADSL или VDSL). Тогда спектры сигналов противоположных направлений передачи не перекрываются, и переходное влияние на ближнем конце отсутствует. Ранее параметр FEXT обычно обозначался как AL.
При прочих равных условиях величина FEXT существенно больше NEXT, поскольку в первом случае влияющий сигнал претерпевает затухание в линии связи, а во втором — непосредственно воздействует на подверженную влиянию пару.
Параметр NEXT с увеличением длины линии L сначала уменьшается, а затем стабилизируется: начиная с определенной длины токи помех с удаленных участков приходят настолько ослабленными, что практически не влияют на величину NEXT. Иная ситуация в случае сложения токов взаимных влияний на дальнем конце — с увеличением длины линии все ее участки вносят одинаковые значения помех. Переходное затухание уменьшается с ростом частоты, причем NEXT уменьшается с частотой со скоростью 15 дБ на декаду, а FEXT — со скоростью 20 дБ на декаду. Меньшая крутизна частотной зависимости FEXT объясняется тем, что с ростом частоты возрастает затухание переходных мешающих токов, поступающих на ближний конец с удаленных участков линии.
| Использование многопарных кабелей для систем передачи данных. |
 |
| Однонаправленная передача, работа по двум кабелям |
 |
| Однонаправленная передача, работа по одному кабелю |
 |
| Двунаправленная передача |
Кроме рассмотренных параметров NEXT и FEXT, в практике оценки структурированных кабельных систем широко используются два новых — ACR и ELFEXT, на которых мы остановимся более подробно.
Параметр Attenuation to Crosstalk Ratio (ACR) эквивалентен параметру сигнал/шум применительно к переходному влиянию на ближнем конце NEXT, т. е. он служит оценкой на входе приемника для претерпевшего затухание линии сигнала и для помехи от переходного влияния на ближнем конце. Количественно ACR выражается как логарифмическая мера разности NEXT и затухания кабеля. Если, например, значение ACR составляет 10 дБ, это означает, что мощность помехи NEXT на входе приемника будет в 10 раз меньше мощности полезного сигнала, т. е. отношение сигнал/шум будет равно 10.
Пусть система связи работает в однокабельном режиме, причем уровни сигналов на выходах передатчиков в точках А и В одинаковы и равны 0 дБ. Если затухание линии на частоте f обозначить через ak, то при переходном затухании NEXT на той же частоте уровни сигнала pс и переходной помехи pp на входе приемника А будут, соответственно, равны ak и NEXT.
Практический смысл параметра ACR становится понятнее, если частотные характеристики затухания симметричной пары (а), переходной помехи (NEXT) и параметра (ACR) представить на одном графике. Частота, на которой величины затухания и NEXT одинаковы (в данном случае она равна 100 МГц), определяет верхнюю границу рабочего диапазона частот. На частотах выше граничного показателя мощность помехи NEXT превышает мощность сигнала.
Параметр Equal Level Far End Crosstalk (ELFEXT) имеет тот же физический смысл, что и ACR. Разница между ними только в том, что ACR связан с NEXT, а ELFEXT — с FEXT. Параметр ELFEXT становится критичным для случаев, когда несколькими передатчиками одной системы ведется передача в одну сторону по парам, расположенным в одном кабеле.
При этом ELFEXT = FEXT – ak.
Стоит отметить, что ранее в отечественной технической литературе для параметра ELFEXT, который называли защищенностью от переходного влияния на дальнем конце, использовалось обозначение Aз.
Кроме параметров ACR и FEXT применяются два дополнительных параметра — PS-ACR (Power Sum ACR) и PS-ELFEXT (Power Sum ELFEXT), учитывающих суммарное влияние на данную пару всех остальных пар кабеля.
АСИММЕТРИЯ ЛИНИИ
Асимметрия является одновременно параметром передачи, поскольку она определяется параметрами пары и влияет на ее пропускную способность, и параметром влияния, так как она воздействует на переходы между другими парами.
Каждая симметричная линия должна быть сбалансирована относительно земли определенным образом. В зависимости от тока — постоянного или переменного — различают два вида асимметрии.
Асимметрия по постоянному току оценивается относительной величиной разности сопротивлений жил симметричной линии и не должна превышать 1%. Наличие резистивной разбалансировки линии, равной разности сопротивлений ее жил, измеренных при переменном токе, можно интерпретировать как включение в нее дополнительного фильтра нижних частот с сопротивлением продольного плеча dR. Кроме резистивной составляющей продольная разбалансировка линии в общем случае содержит и емкостную составляющую; она может возникать, например, из-за случайного скрещивания жил разных пар в местах соединения кабелей. Эту составляющую можно интерпретировать как поперечную емкость того дополнительного фильтра нижних частот, о котором сказано выше.
Степень продольной асимметрии по переменному току оценивается величиной затухания продольной асимметрии (Longitudinal Conversion Loss, LCL). Причинами продольной разбалансировки жил витой пары могут быть неплотный контакт в местах соединения жил кабелей (точках скрутки или спайки, распределительных шкафах и т. п.). Проблему продольной разбалансировки нельзя считать решенной, даже если продольная асимметрия рассматриваемой пары приведена к норме. Этот факт — необходимое, но еще не достаточное условие решения проблемы продольной асимметрии в конкретном кабеле. Условие достаточности требует обязательной проверки всех пар пучка или повива на соответствие нормам продольной асимметрии. Дело в том, что любая разбалансировка даже нерабочей пары является источником помех для всех работающих пар, следствием чего является уменьшение их пропускной способности.
