- •Хамадулин э.Ф. Методы и средства измерений в ткс
- •Предисловие
- •2.Измерения в телекоммуникационных системах
- •2.1.Современное состояние измерений в телекоммуникационных системах связи
- •2.2.Классификация измерительной аппаратуры
- •2.3.Свойства классических средств измерений и предъявленные к ним требования
- •2.4.Свойства средств измерений современных телекоммуникаций
- •2.5.Метрологическое обеспечение современных телекоммуникаций
- •3.Основные типы, параметры и характеристики сигналов в ткс
- •3.1.Основные характеристики интерфейса е1
- •3.2.Нормы на стабильность частоты. Джиттер в системах уе1.
- •3.3.Идеализированные испытательные импульсные сигналы
- •3.4.Частотная, импульсная характеристика и спектральная плотность
- •3.5. Определение спектральной плотности при измерениях
- •3.6.Модельное представление параметров импульсных сигналов
- •3.7.Параметры динамических характеристик
- •4. Радиоизмерения
- •4.1.Классификация радиоизмерений
- •4.2.Измерение напряжения и силы тока
- •4.2.1Электроизмерительные приборы
- •4.3.Методы измерения
- •4.3.1Метод непосредственной оценки
- •4.3.2Метод сравнения
- •4.4.Средства измерения (Электромеханические амперметры и вольтметры)
- •4.4.1Магнитоэлектрические приборы
- •4.5.Электромагнитные приборы
- •4.6.Электродинамические приборы
- •4.7.Ферродинамические приборы
- •4.8.Электростатические приборы
- •4.9.Выпрямительные приборы
- •4.10. Аналоговые электронные вольтметры
- •4.11. Автокомпенсационные вольтметры
- •4.12. Измерение токов и напряжений на вч
- •4.13. Термопреобразователи на вч
- •4.14. Основные составляющие погрешности измерения тп
- •4.14.1Температурная погрешность
- •4.14.2Частотная погрешность
- •4.15. Многоэлементный тп фирмы Fluke
- •4.16. Фотоэлектрические измерительные преобразователи тока
- •4.17. Электродинамические приборы
- •4.18. Масштабный измерительный преобразователь на основе пояса Роговского.
- •4.19. Перспективные средства измерений силы переменного тока
- •4.20. Заключение
- •5. Исследование формы и параметров сигнала
- •5.1. Принцип действия электронно-лучевой трубки
- •5.2.Матричная индикаторная панель.
- •5.3. Типы осциллографов
- •5.3.1Универсальный осциллограф
- •5.3.2Цифровые осциллографы
- •5.3.3Запоминающие цифровые осциллографы.
- •5.3.4Двухканальные и двухлучевые осциллографы.
- •5.3.5Скоростные и стробоскопические осциллографы.
- •5.3.6 Стробоскопические осциллографы
- •5.4. Способы отсчета напряжения и временных интервалов в осциллографах
- •5.4.1Цифровое измерение мгновенных значений амплитуды и временных параметров сигнала на входе прибора
- •5.4.2Измерение с помощью калибрационного напряжения на экране элт
- •5.4.3Компенсационный метод измерения периодического импульсного напряжения
- •5.4.4Новые функциональные возможности осциллографов
- •5.4.5Осциллографы с цифровыми измерительными блоками
- •5.4.6Автоматизация осциллографических измерений
- •5.4.7Цифровая коррекция погрешности измерения параметров сигналов
- •5.4.8Технические характеристики семейства цифровых вычислительных осциллографов
- •5.5. Расчет суммарной погрешности измерения осциллографа
- •6. Измерение параметров спектра радиосигналов
- •6.1. Характеристики спектра радиосигналов
- •6.2. Методы измерения характеристик спектра сигналов
- •6.3. Средства измерений характеристик спектра. Классификация, основные характеристики
- •6.3.1Анализаторы спектра параллельного действия
- •6.3.2Гетеродинные анализаторы спектра последовательного типа
- •6.3.3Анализаторы спектра на цифровом фильтре
- •6.3.4Вычислительные анализаторы спектра
- •7. Измерение мощности
- •7.1.Характеристики мощности
- •7.2. Классификация методов измерения мощности
- •7.3. Методы измерения мощности
- •7.3.1 Методы измерения поглощаемой мощности
- •7.3.2 Измерение мощности с помощью терморезисторов
- •7.3.3Болометры и их характеристики.
- •7.3.4Термисторы и их характеристики.
- •7.3.5Терморезисторные мосты.
- •7.3.6Погрешности терморезисторного метода.
- •7.3.7 Термоэлектрический метод измерения мощности
- •7.3.8Калориметрические методы измерения мощности
- •8.Радиочастотные измерения
- •8.1. Средства измерений напряженности электромагнитного поля.
- •8.2. Измерители напряженности поля
- •8.3. Измерители напряженности слабых полей
- •8.4. Инп сильных электромагнитных полей
- •8.5. Измерительные приемники
- •8.6.Измерительные антенны
- •8.6.1Штыревая антенна
- •8.6.2Дипольные антенны
- •8.6.3Логопериодические антенны
- •8.6.4Рамочные антенны
- •8.6.5Рупорные антенны
- •8.6.6 Биконическая антенна
- •9. Измерение частоты
- •9.1.Основные определения
- •9.2. Резонансные частотомеры
- •9.3.Электронно-счетные частотомеры
- •10. Измерительные генераторы. Классификация и метрологические характеристики измерительных генераторов свч.
- •10.1. Принципы генерирования сигналов свч
- •10.2. Типовые схемы генераторов сигналов свч
- •10.3. Структурные схемы генераторов свч
- •10.4.Цифровые измерительные генераторы низких частот
- •10.4.1Принципы аппроксимации.
- •10.5. Генераторы шумовых сигналов
- •10.6. Импульсные генераторы
- •11. Измерение шумов и помех
- •11.1. Измерение коэффициента шума
- •11.1.1Определение коэффициента шума
- •11.2.Методы измерения шумовых параметров радиоэлектронных устройств
- •11.3. Измерители коэффициента шума
- •11.4.Помехи и шумы в каналах передачи информации
- •11.5.Измерение радиопомех
- •11.6.Измерение напряжения радиопомех
- •11.7.Измерения напряженности поля радиопомех
- •11.8.Методика измерения напряжения радиопомех
- •11.9.Методика измерения напряженности поля радиопомех
- •12.Измерения в цифровых системах передачи
- •12.1.Работа мультиплексоров в цифровом потоке е1
- •12.2. Анализ процедур демультиплексирования
- •12.3.Измерения параметров физического уровня е1
- •11. 4. Приборы для измерения в цифровых каналах связи
- •11.5. Анализ ошибок в цифровых системах передачи
- •12.4.Методы и принципы измерений в широкополосных сетях связи атм
- •12.5.Измерения, проводимые с остановкой связи
- •12.6.Измерение коэффициента ошибок сигнала atm и проверка функционирования системы передачи
- •12.7.Универсальный сетевой анализатор
- •12.8. Измерения atm, проводимые с остановкой связи
- •12.9.Тестирование соединений atm и мониторинг заголовков
- •12.10.Измерение времени задержки ячеек
- •12.11.Ввод сигналов атм
- •12.12.Тестирование систем передачи атм без остановки связи
- •12.13.Анализ загрузки и каналов пользователей
- •12.14.Интернет: критический режим работы шлюзов
- •12.15.Требования, предъявляемые к тестовому оборудованию atm
- •13.Измерения на волоконно-оптических линиях связи
- •13.1.Измерение потерь на волоконно-оптической линии связи
- •13.2.Измерение коэффициента затухания оптической линии.
- •13.3.Методы определения неоднородностей оптической линии
- •13.4.Характеристики оптических рефлектометров
- •Р ис. 12.6 Прием мертвой зоны otdr
- •Р ис. 12.7 Определение величины мертвой зоны по затуханию
- •Разрешающая способность otdr
- •Точность измерений оптического рефлектомера
- •13.5.Функциональные параметры otdr
- •Длительность импульса
- •Длина волны otdr
- •Диапазон
- •Интервал усреднения результатов
- •Параметры волокна
- •13.6.Процедуры измерений
- •Р ис. 12.9 Пример изображения результатов измерения параметров волокон otdr
- •Выполнение измерений возвратных потерь
- •Р ис. 12.11 Пример измерения orl на рефлектограмме анализатора
- •13.7.Измерение хроматической дисперсии волокна
- •Р ис. 12.12 Хроматическая дисперсия
- •13.8.Измерение поляризационной модовой дисперсии (пмд)
- •Интерферометрический метод
- •Р ис. 12.14 Тестирование пмд методом фиксированного анализатора
- •13.9.Измерительная техника, используемая при эксплуатации восп Оптические измерители мощности
- •Р ис. 12.16 Характеристики зависимости выходного сигнала фотодиода от длины волны принимаемого сигнала
- •Стабилизированные источники оптического сигнала
- •Р ис. 12.18 Спектральная характеристика лазерного и светодиодного источника Светодиодные оптические источники
- •13.10.Визуальные дефектоскопы
- •13.11.Анализаторы затухания в оптическом кабеле
- •13.12.Перестраиваемые оптические аттенюаторы
- •13.13.Оптические рефлектометры
- •Р ис. 12.21 Принципиальная схема рефлектометра
- •Литература
3.Основные типы, параметры и характеристики сигналов в ткс
3.1.Основные характеристики интерфейса е1
Согласно стандарту G.703 (параметры физических интерфейсов) характеристики интерфейса следующие:
скорость передачи - 2048 Кбит/с +- 50 ppm (point per million=10^(-6)), т.е. отклонение частоты передаваемого сигнала ±102,4 Гц;
типы кодирования: HD В 3; AMI;
э лектрические параметры интерфейса;
Пример использования интерфейса
Е1 приводится на рис. 2.1
Рис. 2.1. Линейное кодирование AMI.
Нормы на электрические параметра интерфейса Е1 приведены в таблице 2.1.
Как видно из таблицы 2.1 существует два стандарта на параметры физического интерфейса Е1: симметричный интерфейс на 120 Ом и несимметричный интерфейс на
75 Ом. Симметричный интерфейс 120 Ом получил наибольшее распространение в Европе и является официальным стандартом для России. Интерфейс 75 Ом не рекомендован для применения в России.
Таким образом, типичный уровень сигнала импульса потока Е1 с интерфейса 75 Ом «± 2,37» В для сигнала бинарной 1 или 0 В для сигнала 0, а для интерфейса 120 Ом - ± «3,0» В для сигнала бинарной 1 или «0» В для сигнала 0. Погрешность установки уровня сигнала ± 10 % от указанных значений.
В идеальном случае передаваемый импульс является совершенно симметричным и его математическая модель описывается прямоугольной формой. Однако на практике такой импульс сильно искажается при его итерации и передаче по каналу Е1. На рис. 2.2 приведена идеальная модель импульса (основные параметры) и его параметры искажений.
Таблица 2.1.
Форма импульса электрического сигнала |
Величина V определяется значением номинальной пиковой амплитуды импульса |
|
Тип пары в каждом направлении |
Одна коаксиальная пара |
Одна симметричная пара |
Импеданс, Ом |
75 |
120 |
Номинальное пиковое напряжение импульса, В |
2,37 |
3 |
Пиковое напряжение при отсутствии импульса, В |
0 + 0,237 |
0 ± 0,3 |
Номинальная ширина импульса, нс |
244 |
|
Отношение амплитуд положительного и отрицательного импульсов в середине импульсного интервала |
от 0,95 до 1,05 |
|
Отношение ширины положительного и отрицательного импульсов в середине номинальной амплитуды |
от 0,95 до 1,05 |
О сновные параметры импульса:
амплитуда (приведенный уровень 1,0)
длительность по уровню 0,5 τи.
Параметры искажений:
длительность фронта τср.
длительность среза τср.
выброс Нв в % от амплитуды
неравномерность вершины Нн в % от амплитуды.
Форма импульса должна соответствовать стандартной «Маске», описанной в реко мендациях ITU G 703 и представленной на рис. 2.3.
Рис. 2.2. Маска импульса для сигнала
3.2.Нормы на стабильность частоты. Джиттер в системах уе1.
Джиттером или фазовым дрожанием называется явление фазовой модуляции принимаемого сигнала (как аналогового, так и цифрового). На практике получили распространение два основных подхода к определению джиттера – в терминах фазы и в терминах частоты. Описание джиттера в терминах фазовой нестабильности принимаемого цифрового сигнала применяется при теоретическом описании процесса и определяет джиттер как фазовое дрожание. Однако для практического измерения параметров джиттера в терминах фазы оказалось неудобным, так как связано с объективными трудностями фазовых измерений. При практическом измерении джиттера как вариации частоты принимаемого сигнала основными параметрами измерений является амплитуда и частота джиттера.
Нестабильность частоты принимаемого сигнала в цифровом канале можно представить в виде следующей функции, представленной на рис. 2.4
Частота принимаемого сигнала характеризуется средним значением fi и девиацией ∆f.
Рис. 2.3.
Предположим, что имеется источник девиации, при котором изменение частоты происходит с периодом Т, тогда .
Различают два типа изменений частоты:
быстрые колебания, fd > 10Гц, получившие название собственно джиттера;
медленные колебания частоты с fd < 10Гц, получившие название вандера.
Необходимость разделения девиации частоты на джиттер и вандер связана с тем, что эти два параметра возникают вследствие разных причин и по разному влияют на качество цифровой передачи.
Амплитуда джиттера измеряется в единицах времени абсолютных в микросекундах или в приведенных единицах – единичных интервалах (Unit Interval – UI). Единичным интервалом называется время, необходимое для передачи одного бита информации при заданной скорости передачи, т.е