Контрольная основы иехнической диагностики. Контрольная Основы тех диагностики. Контрольная работа по дисциплине Основы технической диагностики
 Скачать 0.64 Mb.
|
|
ФГБОУ ВО ДВГУПС Телекоммуникационные системы и сети железнодорожного транспорта по направлению Системы обеспечения движения поездов (для специалистов с высшим образованием) КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине «Основы технической диагностики» Вариант 2 Выполнил: Москалева Н.В. Проверил: Хабаровск 2018г. Содержание
Задача 1 Канал связи организован по ВОЛС и походит по трем участкам: МЦСС, ДЦСС1, ДЦСС2. Определить долговременные нормы на показатели ошибок ESR и SESR, ВВЕR для каждого участка и составного канала. Исходные данные:
Решение: Долговременные нормы для канала или тракта определяются на основе общих расчетных (эталонных) норм для полного соединения на показатели ошибок международного соединения протяженностью 27500 км (МСЭ-Т, рекомендация G.821). Эти нормы обозначаются символом А и приведены в таблице 1 для соответствующего показателя ошибок и соответствующего цифрового канала или тракта. Таблица 1 - Общие расчетные нормы на показатели ошибок для международного соединения протяженностью 27500 км для определения долговременных норм
Доля эксплуатационных норм на показатели ошибок для канала (тракта) длиной Lкм на магистральном, дорожном и местном уровнях первичной сети связи ОАО «РЖД» для определения долговременных норм приведена в таблице 2. Таблица 2 – доля расчетных эксплуатационных норм на показание ошибок
Порядок расчета долговременной нормы на показатель ошибок. Исходными данными для определения нормы на показатели ошибок, которым должен удовлетворять цифровой канал или тракт, являются: - протяженность канала или тракта; - вид участка первичной сети связи ОАО «РЖД», к которому относится тракт или канал; - скорость передачи канала или тракта. Определение норм на какой-либо показатель ошибок для канала (тракта) длиной L проводится по формулам: ESRd = А * С, SESRd =A/2*C, BBERd = А * С. Значение А выбирается из таблицы 6 в зависимости от вила канала или тракта. Величина С выбирается в зависимости от протяженности и сложности заданного участка. Канал (тракт) является простым. Длина заданного участка L, округляется в большую сторону для получения значения U по следующим правилам: - для каналов магистрального уровня при L<1000 км до ближайшего числа, кратного 250 км, при 1000 - для каналов дорожного уровня при L<200 км до ближайшего числа, кратного 50 км, при L>200 км до ближайшего числа, кратного 100 км. - для канала местной сети до ближайшего числа, кратного 5 км. Для полученных значений длин каналов L1 по таблице 7 определяются доли норм С, приходящиеся на этот канал в зависимости от того, какому участку первичной сети он принадлежит. Для первого участка канала связи ОЦК МЦСС длинной 9150 км ошибки определяться: ESRd = А ∙ С=0,04∙0,120=48∙10-4 SESRd =A/2∙С=0,002/2∙0,120=12∙10-5 BBERd для канала ОЦК не рассчитывается. Для второго участка канала связи ОЦК ДЦСС1 длинной 240 км ошибки определяться: ESRd = А ∙ С=0,04∙0,01=4∙10-4 SESRd =A/2∙С=0,002/2∙0,01=1∙10-5 BBERd для канала ОЦК не рассчитывается. Для третьего участка канала связи ОЦК ДЦСС2 длинной 835 км ошибки определяться: ESRd = А ∙ С=0,04∙0,04=16∙10-4 SESRd =A/2∙С=0,002/2∙0,04=4∙10-5 BBERd для канала ОЦК не рассчитывается. Для составного канала: L = ∑  = 9150+240+835 = 10225 кмC = ∑  = 0,120 + 0,01 + 0,04 = 0,17ESRd = А ∙ С=0,04∙0,17= 68∙10-4 SESRd =A/2∙С=0,002/2∙0,17 = 17∙10-5 Задача 2 Определить пороговое значение S, при превышении которого первичный сетевой тракт ПЦСТ не вводится в эксплуатацию. Тракт проходит по ВОЛП и является составным. Исходные данные:
Решение: Основой определения оперативных норм для канала или тракта являются общие расчетные нормы для полного соединения на показатели ошибок для международного соединения протяженностью 27500 км, приведенные в таблице в столбцах В для соответствующего показателя ошибок и соответствующего цифрового канала или тракта. Таблица 3 - Общие расчетные нормы на показатели ошибок для международного соединения протяженностью 27500 км для определения долговременных норм
Доля эксплуатационных норм на показатели ошибок для канала (тракта) длиной Lкм на магистральном, дорожном и местном уровнях первичной сети связи ОАО «РЖД» для определения долговременных норм приведена в таблице 4. Таблица 4 – доля расчетных эксплуатационных норм на показание ошибок
Для анализа результатов контроля определяется пороговое значение S числа ES и SES за период наблюдения Т. Нормы на качественные показатели при вводе в эксплуатацию BISPOи допустимые пределы S для каждого события (ES и SES) рассчитываются на основе нормы BIS, которая устанавливается в два раза жестче, чем BISO. Для составного канала: L = ∑ = 440 + 4100 + 33 + 29 = 4602 кмD = ∑  = 0,025 + 0,075 + 0,105 + 0,09 = 0,295RPOES = BES ∙ T ∙ D = 0,04 ∙ 24 ∙ 60 ∙ 60 ∙0,295 = 1019,52 RPOSES = BSES ∙ T ∙ D = 0,001 ∙ 24 ∙ 60 ∙ 60 ∙0,295 = 25488 Определяется пороговое значение BISOдля тракта: BISO = k* RPO, где k- коэффициент, определяемый назначением эксплуатационного контроля. Значения коэффициента к для различных условий испытаний системы передачи, сетевого тракта или ОЦК приведены в таблице 5. Таблица 5 - Предельные значения показателей ошибок (ES и SES) по отношению к долговременной эталонной норме
Тогда BISO = k ∙ RPO= 0,5 ∙1019,52 = 509,76 для ES BISO = k ∙ RPO = 0,5 ∙25488 = 12744 для SES Определяется норма на качественные показатели при вводе в эксплуатацию BISPO:  для ES для SESОпределяются отклонения от нормы по формуле:   для ES для SESОпределяются пороговые значения S по формуле: S=BISPO-D Для ES: S=BISPO-D=50,979 – 14,3 = 36,68 Для SES: S=BISPO-D=6372 – 159,65 = 6212,35 Округляются все значения S до ближайшего целого числа ≥0 Для ES: S=37 Для SES: S=6213 Задача 3 1. Определить сетевую предельную норму на дрожание фазы на иерархическом стыке. 2. Определить сетевую предельную норму на дрейф фазы на иерархических стыках за период наблюдения S. 3. Определить допуск на дрожание и дрейф фазы на цифровых входах для заданного стыка и частоты f дрожания и дрейфа фазы. 4. Ответить на вопрос: 4.1 Как измерить фазовое дрожание осциллографическим методом? 4.2 Как измерить фазовое дрожание методом фазового детектора? 4.3 Как измерить фазовое дрожание по критерию увеличения коэффициента ошибок? 4.4 Как измерить фазовое дрожание по критерию появления ошибок? 4.5 Понятие и оценка дрожания и дрейфа фазы в цифровых системах связи. Исходные данные:
Решение: Как известно, фазовое дрожание (джиттер) определяется как кратковременные фазовые отклонения цифрового сигнала от его идеального состояния во времени с частотами выше 10Гц. Значимой при этом может быть любая удобная и легко определяемая точка сигнала, находящаяся, например, на переднем или заднем фронте импульса. Вторым параметром, тесно связанным с фазовым дрожанием, является дрейф фазы (вандер), который обычно относится к долговременным изменениям фазы сигнала. Хотя не существует стандартизированной границы, отличающей фазовое дрожание от дрейфа фазы, последний обычно рассматривают как фазовые отклонения ниже 10 Гц. Функция фазового дрожания может быть получена путем графического отображения во времени отклонения положения фронта импульса или выбранной точки синусоидального сигнала на выходе контролируемой системы передачи при воздействии на ее вход сигналом с заданным уровнем фазового дрожания. При этом амплитуда фазового дрожания часто выражается в относительных интервальных единицах ЕИ (UI), а не в единицах абсолютного времени, так как в этом случае результат измерения не зависит от действительной скорости передачи данных, что позволяет осуществить сравнение амплитуды фазового дрожания на различных иерархических уровнях в цифровой системе передачи. В ВОСП встречаются различные типы дрожания фазы, а именно: -случайное дрожание фазы, которое не зависит от передаваемой последовательности и возникает в следствие шумов, создаваемых электронными элементами регенератора; -детерминированное фазовое дрожание (собственное), которое представляет собой последовательность смещений, создаваемых схемой восстановления тактовой частоты. Детерминированное дрожание фазы также может возникать вследствие искажений формы сигнала и преобразований амплитуда - фаза - шум. Учитывая, что между терминалами может быть несколько регенераторов, происходит накопление уровня дрожания фазы в зависимости от их количества. Приняв модель не коррелированного дрожания фазы, считаем, что результирующее дрожание фазы пропорционально квадратному корню из количества регенераторов, в то время как при детерминированном дрожании фазы регенераторов результирующее дрожание обычно пропорционально количеству регенераторов. Последний тип дрожания фазы является детерминирующим в реальных системах с большим числом регенераторов. Джиттер приводит к отсчету цифровых сигналов в не идеальные моменты времени. Это может привести к единичным или серийным ошибкам. Количество регенерированного сигнала так же в значительной степени определяется устойчивостью системных компонентов к джиттеру. Джиттер также может вызывать проскальзывание битов из-за перегрузки или не догрузки динамических буферов. Теоретически, перед возникновением ошибок в отчете вариация может достигать половины текущей ширены бита, который отсчитывается. На практике, критические значения намного меньше благодаря искажению сигнала и дополнительному шуму. В 1996 году приказом Министерства связи РФ были введены «Нормы на электрические параметры цифровых каналов и трактов магистральной и внутризоновых первичных сетей», регламентирующие основные виды показателей качества цифровых каналов и трактов. Предельные нормы на дрожание фазы на иерархическом стыке приведены в таблице 6. Таблица 6 - Максимально-допустимое фазовое дрожание на иерархическом стыке
Для ПЦСТ сетевая предельная норма на дрожание фазы на иерархическом стыке - 488 нс. Максимальная ошибка временного интервала (МОВИ) на стыках любых сетевых устройств за период наблюдения s > 104 секунд не должна превышать (102 1 s + 104) нс. Здесь максимальная ошибка временного интервала ДТ = max[x(t)] - min[x(t)] определяется амплитудным значением изменения времени запаздывания хронирующего сигнала между двумя пиковыми отклонениями относительно идеального хронирующего сигнала в течение времени s. При этом полный размах измеряется на выходе полосовых фильтров с частотами среза: нижней f и верхней f4, а также нижней f3 и верхней f4, соответственно. Зависимость максимально допустимой ошибки временного интервала от периода наблюдения представлена на рис.1, а ее сетевая предельная норма для плезиохронной цифровой иерархии приведена в табл.9.  Рисунок 1 - Зависимость максимально-допустимой ошибки временного интервала на входе сетевого узла Сетевая предельная норма на дрейф фазы на любом иерархическом стыке не была определена и должна быть разработана в дальнейшем. Однако для стыков сетевых узлов определены следующие предельные значения. Максимальная ошибка временного интервала (МОВИ) на стыках любых сетевых узлов за период наблюдения в S секунд не должна превышать для S >104 МОВИ = (102 * S + 10000) на МОВИ = (102 ∙ 5 ∙ 60 ∙ 60 + 10000) = 1810000 нс Допуск на дрожание и дрейф фазы на цифровых входах определяется таблицей 10 и трактов магистральной и внутризоновых первичных сетей»). Для ТЦСТ данные определены, скорость 34368 кбит/с. Таблица 7 – Значения параметров допусков на дрожание и дрейф фазы на входе тракта  Как правило, для каждой скорости передачи задается соответствующее поле допуска устойчивости к входному фазовому дрожанию, а в некоторых случаях и два поля с тем, чтобы была возможность оценивать влияние различных типов регенераторов. При этом разница между полем допуска и действительной кривой устойчивости оборудования представляет собой запас по фазовому дрожанию и характеризует его с точки зрения проходит/не проходит. Обычно при тестировании по устойчивости к фазовому дрожанию используется метод, заключающийся в ослаблении мощности сигнала без фазового дрожания до тех пор, пока не возникнут ошибки или не будет достигнуто определенное значение BER. BER – коэффициент ошибок по битам Кош основной параметр в цифровых системах передачи, равный отношению числа битовых ошибок к общему числу бит, переданных за время проведения тестов по каналу, находящемуся в состоянии готовности. Стандарты SONET/SDH устанавливают определенные значения фазового дрожания и частотных диапазонов, в пределах которых можно проводить измерения на совместимость оборудования.  Рисунок 2 - Нижний предел максимально допустимого входного дрожания и дрейфа фазы Для частоты F=10,8 кГц полный размах в единичных интервалах равен А=1,5дБ. 4.1 Как измерить фазовое дрожание осциллографическим методом? В результате наличия искажений и действия помех в каналах связи (рис. 35) форма передаваемого сигнала не соответствует принимаемому.  Фронт принимаемого сигнала показан пунктиром (два варианта). Пороговое устройство на выходе канала восстанавливает форму (фронт) сигнала. Изменение знака сигнала при восстановлении определяется при пересечении принятым сигналом порогового уровня. Этот момент пересечения называется значащим моментом восстановления (ЗМВ). В идеале он должен соответствовать моменту восстановления (MB) - идеальному моменту времени, где должно произойти изменение знака восстанавливаемого сигнала. Несоответствие ЗМВ и MB служит оценкой величины фазового дрожания, что положено в основу осциллографического метода измерения. Схема измерения приведена на рис. 36. Независимый от дрожания фазы сигнал запуска развертки осциллографа формируется источником тактовой частоты ТЧ, частота которого равна частоте тестируемой последовательно. Делитель частоты обеспечивает синхронизацию развертки по одному, одна, три и так далее бит. Тестируемая последовательность с искомой величиной фазового дрожания подается HI вход У.  В результате на экране так называемая глазковая диаграмма, принцип построения которой приведен на рис. 37.  Информационная последовательность разбита по три бита и представлена слева. В центре расположены идеальные сигналы на выходе передатчика в соответствии с цифровым кодом. Принятые из линии сигналы показаны справа. Синхронизация осциллографа осуществляется с частотой в фи раза меньше тактовой. Таким образом, на экране наблюдаются сигналы по три бита. В строке «суперпозиция» показаны сигналы, наложенные друг на друга. Это можно обеспечить в запоминающих осциллографах. В укрупненном масштабе глазковая диаграмма приведена на рис. 38. Величина фазового дрожания определяется «размытостью» значащих моментов восстановления. Пороговый уровень совпадает с осью t.  Метод измерения с использованием осциллографа имеет несколько ограничений. Во-первых, максимальная амплитуда дрожания фазы, которая может быть измерена и ограничена. Во-вторых, из-за высокого уровня собственных шумов осциллографа этот метод обладает низкой чувствительностью. Кроме этого, данный метод не дает никакой информации относительно спектральных характеристик или характера изменения дрожания фазы. Список использованных источников Кушнир, Ф.В. Измерения в технике связи / Ф.В. Кушнир, В.Г. Савенко, С.М. Верник. М.: Связь, 1976. - 432 с. Дворяшин, Б. В. Метрология и радиоизмерения: учеб. пособие для вузов / Б. В. Дворяшин. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 304 с. Метрология и радиоизмерения: учеб. для вузов / В. И. Нефедов и [др.] ; под. ред. В.И. Нефедова. - М.: Высш. шк., 2003. - 526 с. Панфилов, В.А. Электрические измерения: учеб. для сред. проф. Образования / В. А. Панфилов. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 288 с. Шуйский, А. С. Измерения в электротехнических устройствах железнодорожного транспорта: учеб. для техникумов ж.-д. трансп. / А.С. Шуйский, В.М. Кучер, С.А. Мельничук. - М.: Транспорт, 1989. - 383 с. Мильков, Ю.А. Метрология, стандартизация, сертификация : сб. лабораторных работ. В 2 ч. Ч. 2 / Ю.А. Мильков, Н.Г. Осипова. - Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2008. - 67 с.: ил. Ракк М.А. Измерения в цифровых системах передачи / М.А. Ракк. - М.: Маршрут, 2004. - 196 с. Мильков Ю.А. Измерение параметров потока Е1: Учебное пособие / Ю.А. Мильков. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2003. - 96 с. 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
