Кафедра Радиоэлектроники и информационно–измерительной техники (ТРЭ)

Кафедра Радиоэлектроники и информационно–измерительной техники (ТРЭ)

Учебный курс "Измерения в телекоммуникационных системах"

Лекция 1. Роль измерений в определении качества телекоммуникационных услуг

Литература: Битнер В.И., Попов Г.Н. Нормирование качества телекоммуникационных услуг. –М.: Горячая линия–Телеком, 2004. –312с.

Изменение отношения в мире к качеству обслуживания и качеству предоставляемых телекоммуникационных услуг, отраженное в серии международных стандартов ISO и ряде рекомендаций ITU–T, а также аналогичные изменения в РФ, отраженные в национальной законодательной базе, привели к выбору составляющих качества обслуживания понятных пользователю и не зависящих от структуры сети передачи данных и используемого оборудования, (рекомендация ITU–T E.800): обеспеченность, удобство пользования, безопасность (от несанкционированного доступа, неправильного использования, стихийных бедствий и человеческих ошибок) и действенность обслуживания (доступность, бесперебойность и целостность услуги).

Для обеспечения регулярного инструментального контроля (в идеале автоматического или автоматизированного) данные показатели качества обслуживания однозначно связываются с техническими показателями качества функционирования сети (оборудования, обеспечивающего предоставление услуги) связи. Поэтому особую роль для контроля качества связи начинают играть регулярные измерения таких параметров.

Нормируемые характеристики качества цифровых транспортных сетей

Для транспортных сетей (рекомендации G.803, G.805, I.326, G.872) к таким характеристикам, без учета архитектуры сети, относят: число каналов, скорость передачи данных, степень резервирования оборудования, нормы на ошибки передачи информации, параметры интерфейсов сопряжения и относительную нестабильность первичного опорного (эталонного) генератора или относительное отклонение частот таких генераторов сопрягаемых сетей.

На уровне цифрового канала (тракта) связи к нормируемым характеристикам относят:

- показатели ошибок,

- показатели дрожания фазы (джиттер) и

- показатели дрейфа фазы (вандер).

К показателям ошибок цифровых каналов и трактов относят: количество секунд с ошибками (ES), количество секунд, пораженных ошибками (SES), коэффициент ошибок по секундам (ESR), коэффициент ошибок по секундам, пораженным ошибками (SESR), величина блока, количество блоков с ошибками (EB), период с серьезными нарушениями (SDP), число блоков с фоновой ошибкой (BBE), коэффициент ошибок для блоков с фоновой ошибкой (BBER), период или время неготовности тракта. Большинство из них является статистическими параметрами и нормируется для долговременного (время измерения по рекомендациям G.821, G.826 более одного месяца) и оперативного (время измерения по M.2100, M.2110 менее одного месяца) применения. Показатели джиттера и вандера не являются статистическими, поэтому для их измерения не требуются длительные измерения.

Общие характеристики разных уровней плезиохронной цифровой иерархии

тип канала или тракта	номинальная скорость передачи	пределы отклонения скорости передачи	номинальный импеданс интерфейса
основной цифровой канал	64 кбит/c	±5×10–5 кбит/с	120 Ом (симметр.)
первичный цифр. сетевой тракт (Е1)	2048 кбит/c	±5×10–5 кбит/с	120 Ом (симметр.)
вторичный цифр. сетевой тракт (Е2)	8448 кбит/c	±3×10–5 кбит/с	75 Ом (несим.)
третичный цифр. сетевой тракт (Е3)	34368 кбит/c	±2×10–5 кбит/с	75 Ом (несим.)
четвертичный цифр. сетевой тракт (Е4)	139264 кбит/c	±1.5×10–5 кбит/с	75 Ом (несим.)

Нормируемые характеристики кабельных линий и систем

К таким характеристикам относят:

- параметры импеданса линии (сопротивление, емкость и индуктивность),

- затухание в кабеле (переходное затухание) и длина кабеля,

- АЧХ (амплитудно–частотная характеристика) и ГВЗ (групповое время задержки),

- шумовые характеристики и характеристики помехоустойчивости,

- возвратные потери и коэффициент отражения

- задержка в распространении сигнала,

- параметры скрутки (для витой пары), полярность и т.д.

Измеряются стандартными методами и оборудованием.

Лекция 2. Измерения статистических показателей ошибок

Литература: Бакланов И.Г. Методы измерений в системах связи. –М.: Эко трендз, 1999. –196с.

Стандартные тестовые последовательности

Фиксированные

1111 _(B) – все единицы,

1010 _(B)– т.н. альтернативная последовательность,

0000 _(B) – все нули,

010 _(B) – т.н. 1–3 или одна единица на три бита последовательность,

0100 _(B)– т.н. 1–4 или одна единица на четыре бита последовательность,

01000000 _(B)– т.н. 1–8 или одна единица на восемь бит последовательность,

010001000000000000000100 _(В) – т.н. 3 – 24 или три единицы на 24 бита последовательность. Кроме приведенных стандартных последовательностей, используемых для расширенного и стрессового тестирования применяются и другие регулярные выражения:

2A 12 A2 04 8A AA 92 C2 D2 04 42 4A F2 EA 72 04 62 F2 1A 04 52 AA B2 0A CA 04 F2 6A A2 4A 04 2A 12 A2 04 32 82 5A 9A 04 22 F2 E2 04 8C 4C CC 2C AC 6C EC 1C 9C 0C B0 50 _(H) – т.н. FOX последовательность (от предложения Quick brown fox … в кодах ASCII), используемая для оценки верности воспроизведения данных со времен аналоговых телетайпных систем и т.п.

Псевдослучайные

Формируются на основе регистров сдвига с отводами, см. рис., обеспечивающими генерацию псевдослучайных последовательностей (ПСП). Наиболее часто в связи используются ПСП с числом элементов памяти (D триггеров): 6, 7, 9, 11, 15, 20 и 23.

63и 127 – короткие ПСП длиной 63 и 127 бит, на основе 6 и 7 ячеек памяти, используется для анализа низкоскоростных цифровых каналов связи,

511 – короткая ПСП на основе 9 фазного регистра сдвига без ограничения нулей, получила широкое распространение для анализа вторичных сетей передачи данных (соответствует стандарту ITU V.52),

2047 – короткая ПСП на основе 11 фазного регистра сдвига без ограничения нулей, применяемая для анализа вторичных сетей передачи данных, приложений DDS и ISDN,

2е15 – стандартная ПСП на основе 15 фазного регистра сдвига без ограничения нулей, применяемая для анализа каналов PDH с относительно невысокой скоростью передачи,

2е20 – стандартная ПСП на основе 20 фазного регистра сдвига без ограничения нулей (соответствует стандарту ITU O.151),

20ITU – стандартная ПСП на основе 20 фазного регистра сдвига (соответствует стандарту ITU O.153) с ограниченным числом последовательных нулей (не более 18),

2e23 – стандартная ПСП на основе 23 фазного регистра сдвига без ограничения нулей (соответствует стандарту ITU O.151), применяемая для тестирования высокоскоростных каналов первичной сети (например, SDH).

Вопросы для самопроверки по курсу

1. Как измерения в телекоммуникационных системах связаны с качеством предоставляемых услуг связи

2. Какие характеристики используются для оценки работы цифр. транспортных сетей

3. Какие характеристики используются для оценки работы кабельных линий и систем

4. Какие характеристики используются для оценки работы радиочастотных систем

5. Какие характеристики используются для оценки работы телефонных сетей общего пользования

6. Расскажите про использование стандартных тестовых последовательностей для измерения показателей ошибок в цифровых каналах связи

7. Расскажите про измерение показателей ошибок без отключения каналов связи

8. Расскажите о требованиях к основным режимам работы (по синхронизации) цифровых транспортных сетей

9. Какие параметры используют для оценки стабильности используемых задающих генераторов синхронизируемых цифровых сетей

10. Что такое джиттер и как он измеряется

11. Что такое вандер и как он измеряется

12. Какие характеристики используются для оценки работы УКВ ЧМ радиостанций

13. Приведите схему и поясните порядок измерения основн. характеристик передатчика

14. Что такое и как измеряется чувствительность (при SINAD 12 дБ)

15. Что такое и как измеряется избирательность по соседнему каналу

16. Приведите схему и поясните порядок измерения основн. характеристик приемника

17. Что относится к основным контролируемым параметрам земных станций спутниковой связи с малой апертурой (VSAT) и станций спутникового сбора новостей (SNG)

18. Приведите и поясните схему измерения побочных излучений

19. Приведите и поясните схему измерения ЭИИМ (эквивалентной изотропно излучаемой мощности)

20. Как проводятся испытания функций управления земных станций спутниковой связи

21. Приведите и поясните схему радиоиспытаний земных станций подвижной спутниковой службы

22. Какие показатели канала звука ТВ и УКВ ЧМ/ФМ передатчиков используются для оценки их работы

23. Как измеряется защищенность от интегральной помехи

24. Что такое и как измеряется ПАМ и СПАМ

25. Структурная схема и работа измерителя девиации частоты

26. Структурная схема и работа измерителя коэффициента нелинейных искажений

27. Какие виды измерений и как часто проводят при обслуживании радиотелевизионных передающих станций

28. Какие измерительные сигналы могут использоваться для контроля в процессе передачи. Что они позволяют оценить

29. Что такое ГВЗ (групповое время запаздывания) и как оно измеряется

30. Как измеряется АЧХ и ФЧХ канала изображения

31. Что такое затухание несогласованности и как оно измеряется

32. Как измеряются и что характеризуют переходные искажения телевизионного тракта

33. Какие нелинейные искажения различают в телевизионном тракте. Что они характеризуют

34. Что характеризует и как измеряется дифференциальное усиление

35. Что характеризует и как измеряется дифференциальная фаза

Кафедра Радиоэлектроники и информационно–измерительной техники (ТРЭ)

Учебный курс "Измерения в телекоммуникационных системах"