автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Электромагнитная совместимость электротехнического оборудования цифровых сетей технологии xDSL

I

ии^иьзаьз

КОВЫНЦЕВ Артем Михайлович

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ СЕТЕЙ ТЕХНОЛОГИИ xDSL

Специальность 05 09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 ЙЮН 2007

Москва 2007

003063969

Работа выполнена на кафедре «Информатика и компьютерный сервис» ГОУВПО «Московский государственный университет сервиса»

Научный руководитель

■ кандидат технических наук, профессор Н В Белянина |

Официальные оппоненты

Ведущая организация

- Заслуженный деятель науки РФ доктор технических наук, профессор О И Шелухин I

- кандидат технических наук | А Н Позняк

- ЗАО «Институт специальных технологий» Российская Академия Наук

Защита диссертации состоится « » 2007 г в |00 часов на

заседании диссертационного совета К 212 150 02 при ГОУ ВПО «Московский

государственный университет сервиса» по адресу 141221 Московская обл,

!

Пушкинский р-н, п Черкизово, ул Главная д 99 !

I

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «МГУС» Автореферат разослан « ^ _2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета |

I

кандидат технических наук, доцен г НН Теоиорович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Неуклонный рост объемов информационных потоков породили острую потребность в создании недорогих технологий цифровой высокоскоростной передачи данных по телефонной линии связи К числу таких, наиболее интенсивно развивающихся цифровых технологий, позволяющих значительно увеличить скорость передачи данных, без необходимости модернизации абонентских телефонных линий, относятся технологии объединенные общим названием xDSL (Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия)

По мере интенсивного внедрения технологий xDSL на уже существующих линиях все более остро встают проблемы связанные с электромагнитной совместимости (ЭМС) различного электротехнического DSL-оборудования возникающие как на этапе его проектирования, так и на этапе его эксплуатации Фундаментальные исследования в области разработки теории взаимных влияний между цепями линий связи относятся еще к началу шестидесятых годов прошлого столетия Большую роль в их развитии сыграли такие отечественные ученые, как В H Кулешов, И И Гроднев, Р M Лакерник, H Ф Миллер, Е А Яковлев, M Я Каплер, ЛИ Мачерет, Д Л Шарле, К Я Сергейчук, В А Привезенцев, Л И Кранихфельд, В О Шварцмам, А Ю Цым, А Б Цалио-вич и многие другие Огромный вклад в эту работу внесли такие ученые и ведущие специалисты как Ю А Парфенов, Д Г Мирошников, В Е Власов, Л И Кайзер, О M Денисьева, Ю А Белов, Ю С Москаленко и многие другие

Однако, расширение области применения цифровых кабельных систем, новые цифровые технологии и оборудование, ставят на повестку дня задачу разработки методики расчета сетей доступа с позиции цифровой среды передачи информации, в условиях электромагнитной совместимости и защиты от интенсивных внешних электромагнитных воздействий

Важнейшим параметром, оказывающим ключевое влияние на ЭМС и качество работы электротехнического DSL-оборудования - является шум, имеющий различный характер Одна часть шумов зависит от так называемых внут-

ренних наводок, где главное влияние оказывают наводки с соседних пар на ближнем и дальнем концах абонентской линии Другая часть шумов зависит от воздействия на сам кабель различных электротехнических устройств, силовых установок, мощного электротехнического оборудования и многих других мешающих факторов

Таким образом, рассматривать вопросы ЭМС при внедрении электротехнического оборудования технологий xDSL надо комплексно, как с учетом взаимных влияний между цепями xDSL, так и с учетом внешних электромагнитных воздействий на сам кабель и электротехническое оборудование DSL Именно комплексный подход способен решить проблемы по обеспечению электромагнитной совместимости цифровых сетей построенных по технологии xDSL

Все это делают диссертационную работу весьма актуальной

Представленная диссертационная работа выполнялась в соответствии с НИР ГОУ ВПО «МГУС» «Исследование цифровых методов обработки информации в информационно-технологических системах при разнообразных внешних воздействиях» ГРНТИ 49 37 29 РК 0120 0 501339

Целью диссертационной работы является обеспечение электромагнитной совместимости электротехнического оборудования цифровых сетей технологии xDSL, путем уменьшения взаимных влияний между цепями кабельных линий, в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех

В соответствии с этим, были поставлены и решены следующие основные задачи работы:

1 Анализ принципов построения и классификации цифровых сетей технологии xDSL,

2 Разработка методики расчета взаимных влияний между цепями кабельных линий цифровых сетей xDSL,

3 Разработка методики расчета электромагнитной совместимости электротехнического оборудования цифровых сетей xDSL,

4 Разработка методики выбора кабельных пар цифровых сетей xDSL по критерию электромагнитной совместимости

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием методов теории цепей, математической теории поля и теории случайных процессов Экспериментальные исследования выполнены методами физического моделирования в лабораторных и реальных эксплуатационных условиях

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем

1 Разработана методика расчета эффективности экранирования сетей xDSL от внешних и взаимных электромагнитных помех,

2 Разработана методика расчета нестабильности электротехнических характеристик кабельных линий xDSL,

3 Разработана методика расчета протяженности линий сети xDSL с учетом обеспечения электромагнитной совместимости

Ипакп ическая ценность работы заключается в следующем

1 Предложена методика, позволяющая осуществлять тестирование кабельной сети для развертывания технологии xDSL,

2 Предложена методика, позволяющая осуществлять поиск кабельных пар для цифровых сетей xDSL,

3 Предложены основные положения по техники безопасности на линиях сети xDSL

На защщ у выносятся:

1 Методика расчета взаимных влияний между цепями кабельных линий цифровых сетей xDSL,

2 Меюдика расчета электромагнитной совместимости цифровых сетей

xDSL

Личный вклад. Все основные научные результаты, изложенные в диссертационной работе и выносимые на защиту, получены автором лично

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы в ООО «Группа СпецБизнесПроекг», что подтверждается актом о внедрении Результаты исследований использованы в курсе «Электронные информационные системы и организация каналов связи», а так же в дипломных проектах ГОУ ВПО «Московский государственный университет сервиса» (ГОУ ВПО «МГУС»), что подтверждается соответствующим актом о внедрении

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались

• на 10-й Международной научно-практической конференции «Наука-сервису» (Москва, 2005 г),

• на 7-й Межвузовской научно-технической конференции «Современные средства управления бытовой техникой» (Москва, 2006 г ),

• на 2-й Межвузовской научно-технической конференции «Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем» (Москва, 2006 г),

• на 11-й Международной научно-технической конференции «Наука -сервису» (Москва, 2006 г ),

• на 8-й Межвузовской научно-технической конференции «Современные средства управления бытовой техникой» (Москва, 2007 г ),

• на совместном заседании кафедр «Электроника и электронные информационные системы» и «Информатика и компьютерный сервис» ГОУ ВПО «МГУС» (Москва, 2007 г )

Публикации. ГЗо теме диссертационной работы опубликовано 15 'печатных работ

Структура и объем работы. Диссерп ационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений и списка литературы, включающего 106 наименований Работа изложена на 139 страницах машинописного

текста, содержит 43 рисунка и 35 таблиц В двух приложениях объемом 14 страниц содержатся материалы, отражающие электротехнические характеристики HDSL- и SDSL-оборудования и устройств ADSL, RADSL, IDSL, а так же материалы внедрения результатов диссертационной работы

В первой главе осуществлен анализ технологии организации и оборудования сети xDSL, а гак же электромагнитной совместимости цепей передачи дискретных и аналоговых сигналов кабельных линий xDSL

В условиях постоянной нехватки средств для прокладки новых волоконно-оптических и медных кабелей технологии xDSL предлагают реальный и экономичный способ значительного наращивания возможностей существующих линий Применение технологий xDSL особенно важно тем, что эти технологии используют в качестве среды передачи уже существующую кабельную инфрастуктуру телефонных сетей, что позволяет не только экономить значительные средства, но и существенно расширить их пропускную способность путем использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений линии на основе современных достижений микроэлектроники и цифровой обработки сигналов

Был осуществлен анализ и классификация технологии xDSL, а так же требования к электротехническому оборудованию цифровых сетей xDSL

Главными факторами, влияющими на качество работы цифровых сетей xDSL являются параметры линии к которым относятся- затухание сигнала в кабельной линии, зависящее от типа кабеля, его длины и частоты сигнала, нелинейность амплитудно-частотной характеристики, перекрестные наводки на ближнем и дальнем окончаниях, групповое время задержки

Осуществлен анализ электромагнитной совместимости цепей передачи дискретных,и аналоговых сигналов кабельных линий оборудованных xDSL Показано, что совмещение цепей для передачи дискретной и аналоговой информации в кабельных линиях возможно лишь при выполнении условий ЭМС в ансамбле цепей, обеспечивающих отсутствие переходных помех в низкочас-

тотных телефонных парах, каналах аппаратуры высокочастотного уплотнения, и гарантирующих заданную достоверность передачи в цифровых трактах оборудованных xDSL

Проведен анализ требований к электротехническим характеристикам строительных длин кабелей xDSL

Осуществлена постановка задачи исследования

Во второй главе осуществлен расчет взаимных влияний между цепями в цифровых кабельных линиях xDSL

При оценке цифровых кабельных линий использующих технологию xDSL основными параметрами определяющими физические величины и оценивающие конструктивные возможности линий, являются переходные затухания, зависящие как от параметров электромагнитной связи между цепями, так и рабочего затухания самой цепи Качество же связи в линии определяется параметром «защищенность», зависящего от уровня передающего сигнала во влияющей цепи, уровня сигнала, пришедшего в точку приема, переходного затухания между цепями и рабочего затухания

Анализ путей взаимных влияний между симметричными парами в группе цепей цифрового кабеля xDSL показал, что необходимо учитывать влияние на ближнем и дальнем конце, через третьи цепи на дальнем конце, через несимметричные цепи - экран, искусственные цепи, цепи электропитания, из-за отражения от неоднородностей в линии и несогласованности входных сопротивлений аппаратуры и волнового сопротивления цепи

В двухпроводной симметричной цепи напряжение переходной помехи, вызванной влиянием цепи DSL, можно определить исходя из выражения

U„„„ = Udsl eABS\

где Udsi — действующее напряжение синусоидального сигнала оборудования цифрового уплотнения линии на частоте максимального сосредоточения энергии, ADsl - результирующее переходное затухание на указанной частоте

При оценке влияния группы цепей, уплотненных системами DSL, на одну цепь, переходная помеха оценивается в виде суммы воздействий всех одновременно работающих цепей

Ux„ - [a(UjDSLe-A')2 +b(U2DSLe'A2)2 +...+m(U„DSLeAa)2]"'5,

где a, b, , m — количество однотипных систем DSL, Aj - переходное затухание между цепями на рабочей частоте системы, U, - действующее напряжение влияющего i-ro сигнала системы Суммарная помеха представляет собой «квазибелый шум», что позволяет распространить известные результаты исследований, определяющих достоверность передачи, на подверженную влиянию цепь, при воздействии системы DSL с различными кодами

Был осуществлен расчет достоверности передачи в кодах xDSL, получены зависимости вероятности ошибок для многоуровневых систем, для систем с ФМ, а так же для систем с M-QAM в зависимости от спектральной плотности шума Было показано, что в основу оценки качества цифровых трактов использующих технологию xDSL положена оценка достоверности передачи информации с учетом спектральных характеристик сигналов, частотных параметров передачи, влияния в ансамбле цепей, внешних помех и аппаратурных искажений Используя критерий достоверности передачи цифровой информации, можно определить требования к параметрам влияния цифровых систем xDSL

Осуществлен расчет эффективности экранирования цифровых сетей доступа xDSL от внешних Аэ вн и взаимных Аэ „ электромагнитных помех

AÎBH =8,7Ln|ch kd| + 8,7Ln|l + jraLBH2îir(th kd)Z*/'|, дБ, A, „ = 8,7Ln|ch kd| + 8,7Ln|l + 0,5ZaZM_1th kd|, дБ

где Z„, Z„ - соответственно, волновое сопротивление диэлектрика и металла, к - коэффициент вихревых токов, d - толщина экранирующей оболочки, г -радиус экранирующей оболочки, LB„ - внешняя индуктивность цепи оболочка-земля Показано, что в режиме защиты от внешних помех экранирующая

оболочка имеет более высокие экранирующие свойства, чем в режиме защиты от взаимных помех симметричных цепей (см рисунок 1)

—«—■Аз вн —«—Ал вз —Апр т

10 40 80 120 160 200 24С< 280 320 360 400

Частота, кГц

Рисунок 1 - Экранирующие действия защитной оболочки в режимах защиты от внешних А, ои и взаимных Аэ т помех

В зависимости от рабочей частоты это превышение может составлять от 20,5 до 24,5 дБ Оно обусловлено величиной экранирования вызванного продольными токами Апрт, которая на высоких частотах определяется лишь внешней индуктивностью цепи оболочка-земля

А„р т = 8,7LnjLB„xl07|, дБ С увеличением частоты экранирующие характеристики от внешних и взаимных помех возрастают, а величина экранирования, связанная с продольными токами, уменьшается

В третьей главе осуществлен расчет электромагнитной совместимости сетей xDSL с кодами HDB-3, 2B1Q, САР и РАМ

if

Одной из главных задач применения цифровых сетей доступа для оборудования, использующего коды HDB-3, 2B1Q, САР и РАМ, является решение

г ,

проблемы электромагнитной совместимое ги цепей дискретной и анапоговой информации в одном кабеле В качестве критерия электромагнитной совместимости был принят критерий ЭМС цепей дискретной информации по достоверности передачи сообщений, или вероятности появления ошибки

Был осуществлен расчет электромагнитной совместимости при уплотнении цепей xDSL с кодом HDB-3, позволяющий определять требуемую величину переходного затухания между цепями при заданной вероятности ошибок, межсимвольных искажений, частотных характеристик сигнала и корректирующих устройств

Показано, что ЭМС цифровых цепей технологии xDSL, использующей симметричные кабели, зависит от помех, обусловленных непосредственным влиянием между цепями на ближнем конце, попутным потоком, обусловленным несоответствием входного и волнового сопротивления цепей и неоднород-ностей волнового сопротивления вдоль линии, переходным влиянием на дальнем конце участка, собственными (тепловыми) шумами

Было показано, что основным параметром, определяющим ЭМС, является параметр взаимного влияния, который в свою очередь определяется величиной переходного затухания А0.

В общем случае переходное затухание между цепями xDSL в цифровых кабельных линиях определяется в зависимости от типа применяемого в оборудовании кода, рабочего затухания тракта на частотах максимальной спектральной плотности сигналов, количества цепей, уплотняемых данным видом аппаратуры Величина переходного затухания на ближнем конце может быть найдена по формуле

А0 à а3 + aL + lOLogN + a, дБ, где а3 - защищенность сигнал/помеха, зависящая от вида кодирования, с учетом устойчивости и стабильности тракта 8,5 дБ, a - коэффициент затухания цепи кабеля, дБ, L - длина линии, км, aL - рабочее затухание цепи (усилительная способность линейного тракта), N - количество цепей, уплотняемых системами xDSL, а - среднеквадратическое отклонение величины А0

i

В зависимости от количества уплотняемых цепей N будет меняться и величина защищенности между цепями на дальнем конце линии

А., > а, + lOLogN, дБ

Осуществлен расчет ЭМС при уплотнении цепей xDSL с кодами 2B1Q, САР и ТС-РАМ Показано, что при многоуровневой передаче сигналов ухудшается соотношение сигнал/помеха на величину

8Э = 20Log(M -1), дБ, где M - число уровней сигнала В этом случае переходное затухание между цепями, уплотняемыми цифровыми системами, использующими многоуровневый код. рассчитываться как

А0 > я, + ô, + aL + lOLogN, дБ На рисунке 2 представлены зависимости нормированных (предельных) значений параметров влияния А0 и А3 между цепями xDSL на линиях абонентского доступа для оборудования, использующего код 2B1Q

80 70 60 50 40 30 20

F= 160 кГц ccL(l) = 42 дЬ <xL(2)»31 дБ

Ао{1)

67,7

70,7

72,5

73,7

-Aoj2)

56,7

59,7

61,5

62,7

-Аз

25,7

28,7

30,4

31,7

Количество цепей N

Рисунок 2 - Значения параметров влияния Ао и А, между цепями xDSL на линиях абонентского доступа для оборудования, использующего код 2B1Q

Из представленных зависимостей видно, что чем больше рабочее затухание цепи aL, тем выше должна быть величина переходного затухания на ближнем конце А0

Осуществлен расчет нестабильности электротехнических характеристик цифровых кабельных линий xDSL Показано, что основными факюрами, воздействующими на кабель при нормальной эксплуатации, являются многократное изменение температуры и влажность среды, окружающей кабель, а так же

вибрация почвы способная вызвать повреждение оболочки кабеля или смещение жил кабельного сердечника и тем самым изменить параметры передачи и влияния Наибольшее влияние нестабильность электротехнических характеристик цифрового кабеля оказывает на величину защищенности между цепями на дальнем конце линии

Расчет возможных изменений величины защищенности между цепями на дальнем конце в процессе эксплуатации цифрового кабеля показал, что величина ее допустимых значений ЛА3, зависит от самой величины защищенности между цепями на дальнем конце линии А3 Причем, чем больше А3, тем больше может быть допустимое значение АА3.

Осуществлен расчет протяженности линии сети xDSL с учетом ЭМС L = [А» р - 16,2 - 20Log(M -1) - 10LogN](ct +Ла)'\ км, где А0р = Аоср - а - реальная измеренная или среднестатистическая величина переходного затухания на ближнем конце А0ср с учетом среднеквадратического отклонения а, (а +Аа) - изменение коэффициента затухания в зависимости от изменения первичных параметров линии

Показано, что при определении максимальной длины линии необходимо учитывать увеличение переходной помехи от воздействия ансамбля окружающих цепей, работающих в цифровом режиме

В четвертой главе рассмотрена методика выбора кабельных пар для сетей xDSL по критерию ЭМС, рассмотрены и проанализированы методы тестирования кабельной сети для развертывания технологии xDSL, а так же основные положения техники безопасности на линиях сети xDSL

Широкое применение технологий xDSL выдвинуло проблему ЭМС на первый план и заставило кардинально изменить отношение к кабельным линиям, особенно абонентского доступа По своему техническому состоянию кабельную сеть абонентского доступа можно условно поделить на 3 группы

- линии, полностью удовлетворяющие всем нормам отраслевых стандартов по электрическим характеристикам (как правило, это новые линии),

- линии, в основном, соответствующие нормам, но имеющие некоторые отклонения по сопротивлению изоляции (до десятков МОм) и повышенную асимметрию (до 1 - 2 % от сопротивления шлейфа, при норме в 0,5 %),

- линии со значительно заниженным сопротивлением изоляции, большой асимметрией, с «разбитыми» парами (как правило, такие линии имеют резко заниженные характеристики взаимных влияний, это замокшие кабели, находящиеся в аварийном состоянии и требующие капитального ремонга)

Только первые две группы линий могут быть использованы для какого-либо высокочастотного уплотнения

Были рассмотрены и проанализированы методы тестирования кабельной сети для развертывания технологии xDSL. Показано, что тестирование кабельного участка абонентской линии включает в себя три основных задачи измерение длины линии (из-за строгих требований технологии xDSL к длине линии), поиск и устранение кабельных повреждений и измерение шумов, которые оказывают существенное влияние на высокоскоростные системы передачи Могут использоваться два метода предварительною тестирования абонентских линий одностороннее тестирование и двухстороннее тестирование Структурная схема двустороннего тестирования представлена на рисунке 3

^-TëCTQBblîÎ

^ - - ' XDSL модем ч Встроенное'' iS^-l ЧастЪтедш

тестовое обору- разделтчй«,

довакнеАТС Коммутатор M '

ÎATC1 glg Кросс

it't^TOUblH

,-XDSL мвдем

Линии для подключения тестового оборудования _

Рисунок 3—Двустороннее тестирование

Проведенные исследования совместной работы в одном кабеле различных цифровых систем показали, что взаимными влияниями между низкочастотными и уплотненными цепями можно пренебречь, поскольку они очень не-

значительны благодаря высоким значениями А0 в низкочастотном диапазоне Значительные влияния друг на друга оказывают уплотненные цепи, поэтому при увеличении числа систем особенно на линиях максимальной и приближающейся к ней протяженности возникают проблемы в области электромагнитной совместимости

Была рассмотрена и проанализирована методика выбора кабельных пар для xDSL по критерию электромагнитной совместимости Главным параметром, определяющим возможность цифровой связи, по критерию ЭМС, является переходное затухание между цепями кабеля на «ближнем конце» — А0

Показано, что единственный способ наиболее рационально использовать кабельную абонентскую сеть для уплотнения, по критерию ЭМС, это осуществить отбор такой максимальной группы пар, для которых А0 в любых комбинациях между собой, будет не ниже расчетной величины на частоте нормирования данной системы уплотнения При этом остальные пары должны применяться только для низкочастотного использования

Был рассмотрен и проанализирован метод автоматического отбора пар в ансамбле цепей по критерию электромагнитной совместимости, обеспечивающих передачу аналоговой и цифровой информации

Методика отбора пар предусматривает два режима первый - оценка параметров влияния на участке от распределительного шкафа до распределительной коробки, второй - оценка параметров влияния на участке от распределительной коробки до автоматической телефонной станции (АТС) В первом случае оценивается электромагнитная обстановка на участке с предполагаемыми худшими параметрами Во втором — весь тракт от абонента до АТС с .учетом пучка цепей в многопарных магистральных кабелях t

Рассмотрены вопросы, связанные с техникой безопасности при настройке и эксплуатации оборудования сети абонентского доступа на линиях xDSL Рассмотрены и проанализированы основные требования к устройствам электропитания, а так же основные положения по охране труда при эксплуатации линей-

ных сооружений, оборудованных системами цифрового уплотнения семейства xDSL

В приложении содержатся материалы, отражающие технические характеристики HDSL- и SDSL-оборудования и устройств ADSL, RADSL, IDSL, а так же материалы внедрения результатов диссертационной работы

В заключении сформулированы основные результаты работы, которые сводятся к следующему В диссертации решена важная научно-техническая задача, заключающаяся в обеспечении электромагнитной совместимости электротехнического оборудования цифровых сетей технологии xDSL, путем уменьшения взаимных влияний между цепями кабельных линий, в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех

При этом получены следующие основные результаты

1 Осуществлен анализ условий работы цифровых сетей доступа технологии xDSL Показано, что основными факторами, влияющими на качество их работы, являются затухание сигнала в кабельной линии зависящее от типа кабеля, его длины и частоты сигнала, нелинейность амплитудно-частотной характеристики; перекрестные наводки на ближнем и дальнем конце, групповое время задержки, внешние электромагнитные помеси

2 Осуществлен анализ электромагнитной совместимости цепей передачи дискретных и аналоговых сигналов кабельных линий оборудованных xDSL Показано, что совмещение цепей для передачи дискретной и аналоговой информации в кабельных линиях возможно при выполнении условий ЭМС в ансамбле цепей, обеспечивающих отсутствие переходных помех в низкочастотных телефонных парах, каналах аппаратуры высокочастотного уплотнения, и гарантирующих заданную достоверность передачи в цифровых трактах оборудования xDSL

3 Рассмотрены и проанализированы основные пути влияния между цепями в цифровых кабельных линиях исходя из концепции размещения устройств передачи и приема применительно к технологиям xDSL

Показано, что при оценке взаимных влияний между симметричными парами в группе цепей цифрового кабеля необходимо учитывать влияние на ближнем и дальнем конце, через третьи цепи на дальнем конце, через несимметричные цепи (экран, цепи электропитания и т п ), из-за отражения от неод-нородностей в линии и несогласованности входных сопротивлений аппаратуры и волнового сопротивления цепи

4 Осуществлен расчет эффективности экранирования сетей доступа технологии xDSL от внешних и взаимных электромагнитных помех Показано, что в режиме защиты от внешних помех экранирующая оболочка имеет более высокие экранирующие свойства, чем в режиме защиты от взаимных помех В зависимости от рабочей частоты это превышение может составлять от 20,5 до 24,5 дБ

5 Осуществлен расчет электромагнитной совместимости при уплотнении цепей xDSL с кодом HDB-3, 2B1Q, САР и ТС-РАМ Показано, что ЭМС цифровых цепей технологии xDSL, использующей симметричные кабели, зависит от помех, обусловленных непосредственным влиянием между цепями на ближнем конце, попутным потоком, обусловленным несоответствием входного и волнового сопротивления цепей и неоднородностей волнового сопротивления вдоль линии, переходным влиянием на дальнем конце участка, собственными (тепловыми) шумами

6 Осуществлен расчет нестабильности электротехнических характеристик цифровых кабельных линий xDSL Показано, что основными факторами, воздействующими на кабель при нормальной эксплуатации, являются много-

i кратное изменение температуры и влажность среды, окружающей кабель, а так ч же вибрация почвы способная вызвать повреждение оболочки кабеля или сме-1 .щение жил кабельного сердечника и тем самым .изменить параметры передачи и влияния Показано, что наибольшее влияние нестабильность электротехнических характеристик цифрового кабеля оказывает на величину защищенности между цепями на дальнем конце линии

7 Рассмотрена и проанализирована методика выбора кабельных пар для xDSL по критерию электромагнитной совместимости

Показано, что единственный способ наиболее рационально использовать кабельную абонентскую сеть для цифрового уплотнения, по критерию ЭМС, это осуществить отбор такой максимальной группы пар, для которых переходное затухание между цепями кабеля на «ближнем конце» в любых комбинациях между собой, будет не ниже расчетной величины на частоте нормирования данной системы уплотнения При этом остальные пары должны применяться только для низкочастотного использования

8 Рассмотрены и проанализированы основные требования, связанные с техникой без опасности при настройке и эксплуатации оборудования сети абонентского доступа на линиях xDSL

Основные положения диссертации опубликованы в работах

1 Артюшенко В M , Ковынцев A M Расчет нагрузки па кабель распределительной сети при воздушной прокладке Наука - сервису XI-я Международная научно-практическая конференция Секции «Технические средства сервиса» Сборник научных статей / Под ред д-ра техн наук, проф В С Шуплякова, ГОУ ВПО «МГУС» - M , 2006 С 3 - 8

2 Ковынцев A M, Артюшенко В M Расчет экономической эффективности кабелей СКТ с учетом их электротехнических параметров Наука - сервису XI-я Международная научно-практическая конференция Секция «Технические средства сервиса» Сборник научных статей / Под ред д-ра техн наук, проф В С Шуплякова, ГОУ ВПО «МГУС» - M , 2006 С 8 - 13.

3 Артюшенко В M , Ковынцев A M Параметры влияния цифровых кабелей Наука - сервису Х1-я Международная научно-практическая конференция Секция «Технические средства сервиса» Сборник научных статей / Под ред д-ра техн наук, проф В С Шуплякова, ГОУ ВПО «МГУС» - M, 2006 С 23 - 29

4 Ковынцев A M, Артюшенко В M, Заламанова С С Оптимальный расчет кабелей для систем цифрового телевидения в зависимости от их конструк-

тивных и электротехнических характеристик Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем Материалы 2-й Межвузовской научно-практической конференции / Под ред д-ра тех наук, ироф В M Артюшенко, ГОУВПО «МГУС» - M , 2006 С 37 - 42

5 Ковынцев A M, Артюшенко В M Выбор оптимальных конструкций магистральных и распределительных кабелей для системы кабельного телевидения Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем Материалы 2-й Межвузовской научно-практической конференции / Под ред д-ра тех наук, проф В M Артюшенко, ГОУ ВПО «МГУС» - M, 2006 С 61 - 66

6 Артюшенко В M, Ковынцев A M Организация технологии ADSL Наука — сервису Xi-я Международная научно-практическая конференция Секция «Применение информационных технологий в электротехнических комплексах и системах» Сборник научных статей / Под ред д-ра тех Наук, проф В M Артюшенко, ГОУ ВПО «МГУС» - M , 2006 С 3 - 9.

7 Ковынцев A M, Артюшенко В M Исследование электромагнитной совместимости оборудования xDSL Наука - сервису XI-я Международная научно-практическая конференция Секция «Применение информационных технологий в электротехнических комплексах и системах» Сборник научных статей / Под ред д ра тех Наук, проф В M Артюшенко, ГОУ ВПО «МГУС» - M, 2006 С 9 - 14

8 Ковынцев A M Электромагнитная совместимость цепей передачи дискретных и аналоговых сигналов кабельных линий Наука - сервису XI-я Международная научно-практическая конференция Секция «Применение информационных технологий в электротехнических комплексах и системах» Сборник научных статей / Под ред д-ра тех Наук, проф В M Артюшенко, ГОУ ВПО «МГУС» - M , 2006 С 14 - 20

9 Ковынцев A M Технология xDSL и ее анализ Наука - сервису Х1-я Международная научно-практическая конференция Секция «Применение ин-

формационных технологий в электротехнических комплексах и системах» Сборник научных статей / Под ред д-ра тех Наук, проф В M Артюшенко, ГОУ ВПО «МГУС» - M , 2006 С 21 - 26

10 Ковынцев A M , Артюшенко В M Экспериментальные исследования xDSL-технологии для абонентской линии - ТС-РАМ Наука - сервису Х1-я Международная научно-практическая конференция Секция «Применение информационных технологий в электротехнических комплексах и системах» Сборник научных статей / Под ред д-ра тех Наук, проф В.М Артюшенко, ГОУ ВПО «МГУС» - M, 2006 С 36 - 43

11 Ковынцев A M Анализ особенностей оборудования xDSL с линейным кодом ТС-РАМ // Электротехнические и информационные комплексы и системы №3, т 2, 2006 С 11 - 16

12 Ковынцев A M Расчет эффективности экранирования цифровых сетей доступа технологии xDSL от внешних и взаимных электромагнитных помех «Известия ВУЗов - электротехнические комплексы и информационные системы», M №1, т 2, 2006 С 107 - 109

13 Ковынцев A M, Белянина H В Расчет электромагнитной совместимости оборудования сетей xDSL // Электротехнические и информационные комплексы и системы №2,2007. С 11 - 16

14 Ковынцев A M Параметры влияния кабелей цифровых сетей доступа технологии xDSL // Теоретические и прикладные проблемы сервиса - 2006 -№4(21) С 114- 117

15 Ковынцев A M Электромагнитная совместимость электротехнического оборудования сетей xDSL // Информационно-измерительные и управляющие системы №2, 2007 С 25 - 31

Ковынцев Артем Михайлович

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕС7 ИМОСТЬ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ СЕТЕЙ ТЕХНОЛОГИИ xDSL

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Лицензия ИД № 04205 от 06 03 2001 г

Сдано в производство 25 05 2007 Тираж 100 экз

Объем 1,5 п л Формат 60x84/16 Изд № 165 Заказ 165

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет сервиса» 141221, Московская обл , Пушкинский р-он, пос Черкизово, ул Главная, 99

О ГОУВПО «МГУС», 2007

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ОРГАНИЗАЦИИ И ОБОРУДОВАНИЯ СЕТИ ДОСТУПА xDSL.

1.1. Анализ и классификация технологии xDSL.

1.2. Анализ оборудования цифровых сетей доступа технологии xDSL.

1.3. Анализ технологии кодирования цифровых сетей доступа xDSL.

1.3.1. Технология 2B1Q.

1.3.2. Технология САР.

1.4. Электромагнитная совместимость цепей передачи дискретных и аналоговых сигналов кабельных линий.

1.5. Анализ международных стандартов параметров качества каналов ЦСП.

1.6. Анализ требований к электротехническим характеристикам строительных длин кабелей ЦСП.

1.7. Постановка задачи исследования.

1.8. Выводы.

2. РАСЧЕТ ВЗАИМНЫХ ВЛИЯНИЙ МЕЖДУ ЦЕПЯМИ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ТЕХНОЛОГИИ xDSL.

2.1. Постановка задачи исследования.

2.2. Параметры влияния цифровых кабелей.

2.3. Анализ путей взаимных влияний между цепями в линиях xDSL.

2.4. Расчет достоверности передачи в кодах xDSL.

2.4.1. Многоуровневый код.

2.4.2. Вероятность ошибки при многоуровневой передаче.

2.4.3. Фазовая модуляция.

2.4.4. Квадратурная амплитудная модуляция.

2.5. Структурный синтез оборудования xDSL с линейным кодом ТС-РАМ.

2.6. Компенсация влияния перекрестных помех в оборудовании с линейным кодом ТС-РАМ.

2.7, Расчет эффективности экранирования цифровых сетей доступа технологии xDSL от внешних и взаимных электромагнитных помех.

2.8. Выводы.

3. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ СЕТЕЙ xDSL.

3.1. Постановка задачи исследования.

3.2. Расчет ЭМС при уплотнении xDSL с кодом HDB-3.

3.3. Расчет ЭМС при уплотнении xDSL с кодом 2B1Q.

3.4. Расчет ЭМС при уплотнении xDSL с кодом САР и ТС-РАМ.

3.5. Расчет нестабильности электротехнических характеристик кабельных линий xDSL.

3.6. Расчет протяженности линий сети xDSL с учетом обеспечения ЭМС.

3.7. Выводы.

4. МЕТОДИКА ВЫБОРА КАБЕЛЬНЫХ ПАР ДЛЯ xDSL ПО КРИТЕРИЮ ЭЛЕКРТОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ.

4.1. Постановка задачи исследования.

4.2. Тестирование кабельной сети для развертывания технологии xDSL.Л

4.3. Метод поиска кабельных пар для xDSL.

4.4. Автоматический отбор пар для xDSL.

4.5. Основные положения техники безопасности на линиях сети xDSL.

4.5.1. Требования к устройствам электропитания.

4.5.2. Требования безопасности.

4.5.3. Заземление экранов кабелей на сети абонентского доступа.

4.5.4. Мероприятия по охране труда при эксплуатации оборудования xDSL.

4.5.5. Требования безопасности при работе на линии.

4.6. Выводы.

Стремительное развитие рыночных отношений в нашей стране привело к бурному росту числа предприятий различных форм собственности, что в свою очередь повлекло за собой взлет российского рынка средств связи, а значит и к интенсивному росту числа новых абонентов. Как правило, современные абоненты нуждаются не только в телефонной связи, но и в подключении к электронной почте, получении видеоконференцсвязи, доступе к Интернет и всевозможным базам данных.

Неуклонный рост объемов информационных потоков, а также необходимость в организации удаленного доступа к корпоративным сетям, породили острую потребность в создании недорогих технологий цифровой высокоскоростной передачи данных по абонентской телефонной линии связи.

К числу таких, наиболее интенсивно развивающихся цифровых технологий, позволяющих значительно увеличить скорость передачи данных, без необходимости модернизации абонентских телефонных линий, относятся технологии объединенные общим названием xDSL (Digital Subscriber Line -цифровая абонентская линия), где х - символ, обозначающий конкретный тип технологий высокоскоростных цифровых абонентских линий DSL.

В условиях постоянной нехватки средств для прокладки новых волоконно-оптических и медных кабелей технологии xDSL предлагают реальный и экономичный способ значительного наращивания возможностей существующих абонентских линий. Они позволяют значительно расширить пропускную способность абонентской линии местной телефонной сети путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений линии на основе современных достижений микроэлектроники и цифровой обработки сигнала.

Применение технологий xDSL для высокоскоростного доступа к услугам сети особенно примечательно тем, что эти технологии используют в качестве среды передачи существующую кабельную инфрастуктуру местных телефонных сетей. Это позволяет провайдерам услуг не только экономить значительные средства, но и более быстро создавать для своих абонентов большое количество новых служб передачи данных.

Кроме того, учитывая, что технологии xDSL работают по стандартным абонентским линиям, они имеют решающее значение для расширения пропускной способности в самом «узком» месте - «последней миле» существующей абонентской телефонной сети.

Однако, по мере интенсивного внедрения технологий xDSL на уже существующих абонентских телефонных линиях все более остро встают проблемы связанные с электромагнитной совместимости (ЭМС) различного DSL-оборудования работающего в одном кабеле, возникающие как на этапе его проектирования, так и на этапе его эксплуатации.

При проектировании DSL-сети для правильного выбора технологии и оценки ЭМС необходимо, прежде всего, определить «соседей» планируемой DSL-линии на каждом из участков кабеля, выяснить энергетические спектры их работы в каждом из направлений, затем рассчитать взаимовлияние и, таким образом, определить требуемый тип аппаратуры.

Как показывает практика устойчивость работы, ЭМС и дальность действия оборудования xDSL зависит: во-первых, от типа линейного кодирования, определяющего спектральный состав сигнала и его информационную насыщенность; во-вторых, от параметров кабеля - его типа, определяющего частотные характеристики, диаметра жилы, от которого зависит активное сопротивление и т.д.; в-третьих, от шумовой обстановки.

Важнейшим параметром, оказывающим ключевое влияние на ЭМС, качество работы и дальность передачи DSL-тракта - является шум. Существуют различные типы шумов. Одна часть шумов зависит от так называемых внутренних наводок. Главное влияние здесь оказывают наводки с соседних пар на ближнем и дальнем концах абонентской телефонной линии. Чем больше аппаратуры работает на соседних парах, и чем ниже перекрестное затухание в кабеле, тем сильнее наводки.

Другая часть шумов (импульсный, радиочастотный и т.д.) зависит от воздействия на сам кабель различных радиопередающих устройств, силовых установок, мощного электротехнического оборудования и многих других мешающих факторов.

Таким образом, рассматривать вопросы ЭМС при внедрении оборудования технологий xDSL надо комплексно, как с учетом взаимных влияний между цепями xDSL, так и с учетом внешних электромагнитных воздействий, как на сам кабель, так и на оборудование DSL.

Именно комплексный подход способен решить проблемы по обеспечению электромагнитной совместимости цифровых сетей доступа построенных по технологии xDSL.

Фундаментальные исследования в области разработки теории передачи и взаимных влияний между цепями линий связи относятся еще к началу шестидесятых годов прошлого столетия [1.5]. Большую роль в их развитии сыграли такие отечественные ученые, как: В.Н. Кулешов, И.И. Гроднев, P.M. Лакерник, Б.Ф. Миллер, Е.А. Яковлев, М.Я. Каллер, Л.И. Мачерет, Д.Л. Шарле, К.Я. Сергейчук, В.А. Привезенцев, Л.И. Кранихфельд. Теория экранирования кабельных цепей связи подробно изложена в работах таких ученых как В.О. Шварцмам, А.Ю. Цым, А.Б. Цалиович и многие другие [6. 11].

В настоящее время неоценимую роль в области внедрения современных цифровых технологий на российском рынке связи, разработке теоретических и практических проблем построения цифровых сетей доступа играют ведущие специалисты Научно-технического центра НАТЕКС совместно с ЛОНИИС, институтом в области связи с многолетними научными традициями. Огромный вклад в эту работу внесли такие ученые и ведущие специалисты как Ю.А. Парфенов, Д.Г. Мирошников, В.Е. Власов, Л.И. Кайзер, О.М. Денисьева, Ю.А. Белов, Ю.С. Москаленко и многие другие [12. 18].

Однако, расширение области применения цифровых кабельных систем, новые цифровые технологии и оборудование, ставят на повестку дня задачу разработки методики расчета сетей доступа с позиции цифровой среды передачи информации, в условиях электромагнитной совместимости и дачи информации, в условиях электромагнитной совместимости и защиты от интенсивных внешних электромагнитных воздействий.

В условиях интенсивного внедрения цифровых технологий современные сети доступа должны обеспечить не только оптимальные параметры при приеме и передачи в заданном диапазоне частот, но и необходимую величину защищенности как между цепями внутри кабеля, так и самих цепей кабеля от воздействия на них внешних электромагнитных помех [19.30].

Все это делают диссертационную работу весьма актуальной.

Представленная диссертационная работа выполнялась в соответствии с НИР ГОУ ВПО «МГУС» «Исследование цифровых методов обработки информации в информационно-технологических системах при разнообразных внешних воздействиях» ГРНТИ 49.37.29 РК 0120.0 501339.

Целью диссертационной работы является обеспечение электромагнитной совместимости электротехнического оборудования цифровых сетей технологии xDSL, путем уменьшения взаимных влияний между цепями кабельных линий, в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех.

В соответствии с этим, были поставлены и решены следующие основные задачи работы:

1. Анализ принципов построения и классификации цифровых сетей технологии xDSL;

2. Разработка методики расчета взаимных влияний между цепями кабельных линий цифровых сетей xDSL;

3. Разработка методики расчета электромагнитной совместимости электротехнического оборудования цифровых сетей xDSL;

4. Разработка методики выбора кабельных пар цифровых сетей xDSL по критерию электромагнитной совместимости.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием методов теории цепей, математической теории поля и теории случайных процессов. Экспериментальные исследования выполнены методами физического моделирования в лабораторных и реальных эксплуатационных условиях.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Разработана методика расчета эффективности экранирования сетей xDSL от внешних и взаимных электромагнитных помех;

2. Разработана методика расчета нестабильности электротехнических характеристик кабельных линий xDSL;

3. Разработана методика расчета протяженности линий сети xDSL с учетом обеспечения электромагнитной совместимости.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Предложена методика, позволяющая осуществлять тестирование кабельной сети для развертывания технологии xDSL;

2. Предложена методика, позволяющая осуществлять поиск кабельных пар для цифровых сетей xDSL;

3. Предложены основные положения по техники безопасности на линиях сети xDSL.

На защиту выносятся:

1. Методика расчета взаимных влияний между цепями кабельных линий цифровых сетей xDSL;

2. Методика расчета электромагнитной совместимости цифровых сетей xDSL.

Личный вклад. Все основные научные результаты, изложенные в диссертационной работе и выносимые на защиту, получены автором лично.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы в ООО «Группа СпецБизнесПроект», что подтверждается актом о внедрении. Результаты исследований использованы в курсе «Электронные информационные системы и организация каналов связи», а так же в дипломных проектах ГОУ ВПО «Московский государственный университет сервиса» (ГОУ ВПО «МГУС»), что подтверждается соответствующим актом о внедрении.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались:

• на 10-й Международной научно-практической конференции «Наука -сервису» (Москва, 2005 г.);

• на 7-й Межвузовской научно-технической конференции «Современные средства управления бытовой техникой» (Москва, 2006 г.);

• на 2-й Межвузовской научно-технической конференции «Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем» (Москва, 2006 г.);

• на 11-й Международной научно-технической конференции «Наука -сервису» (Москва, 2006 г.);

• на 8-й Межвузовской научно-технической конференции «Современные средства управления бытовой техникой» (Москва, 2007 г.);

• на совместном заседании кафедр «Электроника и электронные информационные системы» и «Информатика и компьютерный сервис» ГОУ ВПО «МГУС» (Москва, 2007 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений и списка литературы, включающего 106 наименований. Работа изложена на 139 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка и 35 таблиц. В двух приложениях объемом 14 страниц содержатся материалы отражающие технические характеристики HDSL- и SDSL-оборудования и устройств ADSL, RADSL, IDSL, а так же материалы внедрения результатов диссертационной работы.

4.6. ВЫВОДЫ

1. Широкое применение технологий xDSL выдвинуло проблему ЭМС на первый план и заставило кардинально изменить отношение к кабельным линиям, особенно абонентского доступа.

По своему техническому состоянию кабельную сеть абонентского доступа можно условно поделить на три группы:

- линии, полностью удовлетворяющие всем нормам отраслевых стандартов по электрическим характеристикам (как правило, это новые линии);

- линии, в основном, соответствующие нормам, но имеющие некоторые отклонения по сопротивлению изоляции (до десятков МОм) и повышенную асимметрию (до 1 - 2 % от сопротивления шлейфа, при норме в 0,5 %);

- линии со значительно заниженным сопротивлением изоляции, большой асимметрией, с «разбитыми» парами (как правило, такие линии имеют резко заниженные характеристики взаимных влияний, это замокшие кабели, находящиеся в аварийном состоянии и требующие капитального ремонта).

Показано, что только первые две группы линий могут быть использованы для какого-либо высокочастотного уплотнения.

2. Рассмотрены методы тестирования кабельной сети для развертывания технологии xDSL. Показано, что тестирование кабельного участка абонентской линии включает в себя три основных задачи - измерение длины линии (которое позволяет сразу же забраковать некоторые абонентские линии, потому что технологии xDSL выдвигают строгие требования к длине линии), поиск и устранение кабельных повреждений и измерение шумов, которые оказывают существенное влияние на высокоскоростные системы передачи.

3. Проведенные исследования совместной работы в одном кабеле различных цифровых систем показали, что взаимными влияниями между низкочастотными и уплотненными цепями можно пренебречь, поскольку они очень незначительны благодаря высоким значениями А0 в низкочастотном диапазоне. Значительные влияния друг на друга оказывают уплотненные цепи, поэтому при увеличении числа систем особенно на линиях максимальной и приближающейся к ней протяженности возникают проблемы в области электромагнитной совместимости.

4. Рассмотрена и проанализирована методика выбора кабельных пар для xDSL по критерию электромагнитной совместимости. Главным параметром, определяющим возможность цифровой связи, по критерию ЭМС, является переходное затухание между цепями кабеля на «ближнем конце» - А0.

Показано, что единственный способ наиболее рационально использовать кабельную абонентскую сеть для цифрового уплотнения, по критерию ЭМС, это осуществить отбор такой максимальной группы пар, для которых А0 в любых комбинациях между собой, будет не ниже расчетной величины на частоте нормирования данной системы уплотнения. При этом остальные пары должны применяться только для низкочастотного использования.

5. Рассмотрен и проанализирован метод автоматического отбора пар в ансамбле цепей по критерию электромагнитной совместимости, обеспечивающих передачу аналоговой и цифровой информации.

Методика отбора пар предусматривает два режима: первый - оценка параметров влияния на участке от распределительного шкафа до распределительной коробки; второй - оценка параметров влияния на участке от распределительной коробки до АТС. В первом случае оценивается электромагнитная обстановка на участке с предполагаемыми худшими параметрами. Во втором - весь тракт от абонента до АТС с учетом пучка цепей в многопарных магистральных кабелях.

6. Рассмотрены вопросы, связанные с техникой безопасности при настройке и эксплуатации оборудования сети абонентского доступа на линиях xDSL.

7. Рассмотрены и проанализированы основные требования к устройствам электропитания, а так же основные положения по охране труда при эксплуатации линейных сооружений, оборудованных системами цифрового уплотнения семейства xDSL.

137

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации решена важная научно-техническая задача, заключающаяся в обеспечении электромагнитной совместимости электротехнического оборудования цифровых сетей доступа технологии xDSL, путем уменьшения взаимных влияний между цепями кабельных линий, в условиях интенсивного воздействия внешних электромагнитных помех.

При этом получены следующие основные результаты:

1. Осуществлен анализ условий работы цифровых сетей доступа технологий xDSL. Показано, что основными факторами, влияющими на качество их работы, являются: затухание сигнала в кабельной линии зависящее от типа кабеля, его длины и частоты сигнала; нелинейность амплитудно-частотной характеристики; перекрестные наводки на ближнем и дальнем конце; групповое время задержки; внешние электромагнитные помехи. 2. Осуществлен анализ электромагнитной совместимости цепей передачи дискретных и аналоговых сигналов кабельных линий оборудованных xDSL. Показано, что совмещение цепей для передачи дискретной и аналоговой информации в кабельных линиях возможно при выполнении условий ЭМС в ансамбле цепей, обеспечивающих отсутствие переходных помех в низкочастотных телефонных парах, каналах аппаратуры высокочастотного уплотнения, и гарантирующих заданную достоверность передачи в цифровых трактах оборудования xDSL.

3. Рассмотрены и проанализированы основные пути влияния между цепями в цифровых кабельных линиях исходя из концепции размещения устройств передачи и приема применительно к технологиям xDSL.

Показано, что при оценке взаимных влияний между симметричными парами в группе цепей цифрового кабеля необходимо учитывать влияние: на ближнем и дальнем конце; через третьи цепи на дальнем конце; через несимметричные цепи (экран, цепи электропитания и т.п.); из-за отражения от не-однородностей в линии и несогласованности входных сопротивлений аппаратуры и волнового сопротивления цепи.

4. Осуществлен расчет эффективности экранирования сетей доступа технологии xDSL от внешних и взаимных электромагнитных помех. Показано, что в режиме защиты от внешних помех экранирующая оболочка имеет более высокие экранирующие свойства, чем в режиме защиты от взаимных помех. В зависимости от рабочей частоты это превышение может составлять от 20,5 до 24,5 дБ.

5. Осуществлен расчет электромагнитной совместимости при уплотнении цепей xDSL с кодом HDB-3, 2B1Q, САР и ТС-РАМ. Показано, что ЭМС цифровых цепей технологии xDSL, использующей симметричные кабели, зависит от помех, обусловленных: непосредственным влиянием между цепями на ближнем конце; попутным потоком, обусловленным несоответствием входного и волнового сопротивления цепей и неоднородностей волнового сопротивления вдоль линии; переходным влиянием на дальнем конце участка; собственными (тепловыми) шумами.

6. Осуществлен расчет нестабильности электротехнических характеристик цифровых кабельных линий xDSL. Показано, что основными факторами, воздействующими на кабель при нормальной эксплуатации, являются многократное изменение температуры и влажность среды, окружающей кабель, а так же вибрация почвы способная вызвать повреждение оболочки кабеля или смещение жил кабельного сердечника и тем самым изменить параметры передачи и влияния. Показано, что наибольшее влияние нестабильность электротехнических характеристик цифрового кабеля оказывает на величину защищенности между цепями на дальнем конце линии.

7. Рассмотрена и проанализирована методика выбора кабельных пар для xDSL по критерию электромагнитной совместимости.

Показано, что единственный способ наиболее рационально использовать кабельную абонентскую сеть для цифрового уплотнения, по критерию ЭМС, это осуществить отбор такой максимальной группы пар, для которых переходное затухание между цепями кабеля на «ближнем конце» в любых комбинациях между собой, будет не ниже расчетной величины на частоте нормирования данной системы уплотнения. При этом остальные пары должны применяться только для низкочастотного использования.

8. Рассмотрены и проанализированы основные требования, связанные с техникой безопасности при настройке и эксплуатации оборудования сети абонентского доступа на линиях xDSL.

1. Кулешов В.Н. Теория кабелей связи: Учебник. М: Государственное изд-во литературы по вопросам связи и радио, 1950.

2. Гроднев И.И, Миллер Б.Ф. Кабели связи. Государственное энергетическое издательство Москва, 1950.

3. Гроднев И.И, Лакерник P.M., Шарле Д.Л. Основы теории и производство кабелей связи. -М.; Л.: Госэнергоиздат, 1956.

4. Курбатов Н.Д., Яковлев Е.А. Линейка сооружения связи. Ленинград, Типография ВКАС, 1958.

5. Каллер М.Я. Теория электрических цепей. М: МПС, 1962.

6. Гроднев И.И, Сергейчук К.Я. Экранирование аппаратуры и кабелей связи. М.: Государственное изд-во литературы по вопросам связи и радио, 1960.-431 с.

7. Шварцман В.О. Взаимные влияния в кабелях связи. М.: Изд-во Связь, 1966.

8. Цым А.Ю., Камалягин В.И. Междугородные симметричные кабели для цифровых систем передачи. М.: Радио и связь, 1984.

9. Барон Д.А., Левинов К.Г., Фролов П.А. Междугородные кабельные линии связи. М.: Связь, 1978.

10. Брискер A.C. Para А.Д., Шарле Д.Л. Городские телефонные кабели. Справочник. М.: Радио и связь, 1984. - 330 с.

11. Беллами Дж. Цифровая телефония: Пер. с англ. М.: Радио и связь,1988.

12. Власов В.Е., Парфенов Ю.А. Кабели цифровых сетей электросвязи. Конструирование, технологии, применение. -М.: Эко- Трендз, 2005. 216 с.

13. Парфенов Ю.А. Кабели электросвязи. М.: Эко- Трендз, 2003. - 256с.

14. Денисьева О.М., Мирошников Д.Г. Средства связи для последней мили. М.: Эко- Трендз, 1996. - 146 с.

15. Башилов Г.В. Широкополосный доступ по медной паре // Вестник связи. №6. 2004.

16. Парфенов Ю.А., Мирошников Д.Г. Цифровые сети доступа. М.: Эко- Трендз, 2005. - 288 с.

17. Парфенов Ю.А., Мирошников Д.Г. Последняя миля на медных кабелях. М.: Эко- Трендз, 2001. - 223 с.

18. Парфенов Ю.А., Парфенов Р.К., Ли Э.Д. Влияние цепей ПДИ в кабелях ГТС. М.: Связь, 1997.

19. ОСТ 45.81-97. Совместимость электромагнитных цепей передачи дискретных и аналоговых сигналов местных сетей электросвязи. Нормы эксплуатационные. 1997.

20. Джон Грин, A.A. Воловодов. Межкабельные наводки. Сети и системы связи, 2000, N 3 (53), С. 40 51.

21. Гудошник A.M., Артюшенко В.М. Проблемы межкабельных наводок и электромагнитной совместимости в кабельных системах. Наука сервису. Материалы 8-й Международной научно-практической конференции. - М.: МГУС. 2003. С.105- 107.

22. Воловодов А. Проблемы межкабельных наводок // Сети и системы связи, апрель 1998 г., www.ecolan.ru.

23. Сборник научных статей / Под ред. д-ра тех. Наук, проф. В.М. Артюшенко, ГОУ ВПО «МГУС» -М., 2006. С.14-20.

24. Федеральный закон «О связи» от 07.07.03 №126-ФЗ (с последующими изменениями и дополнениями).

25. Варакин J1.E., Москвитин В.Д., Перспективы развития телекоммуникационного комплекса России до 2015 года. Труды Международной Академии связи.-№2(18).-2001.

26. Москвитин В.Д. От взаимоувязанной сети к единой сети электросвязи России // Вестник связи. №8. 2003.

27. Соколов H.A. Беседы о телекоммуникациях. М: Альварес пабли-шинг, 2003.

28. Бурлак В.Б., Варакин JI.E., Иванькевич Ю.К. Москвитин В.Д., Осипов В.Г. Концепция развития связи Российской Федерации. М: Радио и связь, 1995.

29. Толмачев Ю.А., Варакин JI.E., Москвитин В.Д. Перспективы развития Взаимоувязанной сети связи России // Электросвязь. 1995. - №7.

30. Основные положения развития Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации на перспективу до 2005 года. Руководящий документ. М., 1996.

31. Даниел Бриер, Кристина Хакрат. Пришло время DSL. Журнал «Сети». Октябрь 1996 г.

32. Тим Грине. Модемы Tut для линий DSL. Журнал «Сети». Октябрь 1996 г.

33. Крейнес. A. HDSL снижает цены. Журнал «Сети». Февраль 1997 г.

34. Джеки Пул, Джоани Вакслер. Технология ADSL в сетях с коммутацией пакетов. Журнал «Сети». Март 1997 г.

35. Тим Грине. Подводные камни на пути к ADSL. Журнал «Сети». Март 1997 г.

36. Евдокименко Е. Российский рынок xDSL-устройсв. Журнал «Сети». Май 1997 г.

37. Мирошников Д.Г. Модемы для физических линий первопроходцы DSL. Журнал «Сети». Декабрь 1997 г.

38. Мирошников Д.Г. Технология xDSL. Журнал «Сети». Январь 1998 г.

39. Крейнес. А. UDSL-новая технология доступа к Internet. Журнал «Сети». Апрель 1998 г.

40. Александрова Е. Будем строить «последнюю милю»? // ИКС, 2000,7.

41. Бутлицкий И.М., Шаронин С.Г. ADSL будущее проводного доступа. // ИКС, 2000, №7.

42. Голышко A.B., Пушулина О.С. Конвергенция как символ эпохи. // Вестник связи, 2000, №4.

43. Андреас Блушке и др. «Родословная xDSL или попытка классификации технологии xDSL для «последней мили». // Технология и средства связи, 2000, №1.

44. Stive Broadhead. The Slow March of DSL. // Telecommunicatios, March, 1999.

45. Ник Липпис. DSL: на грани кипения. // Data Communicatios (RE),10.

46. Denis Behaghel, Philippe Pradat. Developing the Local Loop // Telecommunicatios, May, 2000.

47. Sascha Lindecke, Infineon Technologies, DSLcon, Wednesday, April 5, 2000, Session B304.

48. Keith Atwell, Everett Brooks, ADTRAN Inc., DSLcon, Wednesday, April 5, 2000, Session B324.

49. Lothar Schultheis, Schmid Telecom, 5 WDC, July 6, 2000.

50. Мирошников Д.Г. Новое поколение систем xDSL. // Вестник связи, №2,. 2001.

51. Мирошников Д.Г. G.shdsl новый стандарт на симметричные DSL // Вестник связи, 2001, №1.

52. Мирошников Д.Г., Григорьев A.A., Никольский И.В. xDSL. Технология 2006?// Вестник связи, №3,2006.

53. Мирошников Д.Г. Интегрированный доступ (голос и данные) на основе технологий xDSL. // Вестник связи, №11, 2003.

54. Никольский И. В. Широкополосный доступ на медных кабелях. // Вестник связи, №1, 2006.

55. Воеводский C.B., Мещеряков В.В. DSL-технологии и цифровизация медных кабельных магистралей. // Электросвязь, №3,2002.

56. Мирошников Д.Г. Технологии «последней мили». Сравнительный анализ. // Вестник связи, №10, 1998.

57. Кайрон Тейлор. Судьба DSL в руках операторов сетей связи. Журнал «Сети». Март, 1998.

58. Парфенов Ю.А., Чернова О.Н. К практическому использованию оборудования xDSL. // Электросвязь, №10. 2001.

59. Мирошников Д.Г. Аппаратура для цифровизации магистральных линий связи. // Вестник связи, №4, 2001.

60. Мирошников Д.Г., Горбачев И.Ф. Универсальная платформа доступа FlexGain для операторов наложенных и корпоративных сетей. // Вестник связи, №10, 2000.

61. Мирошников Д.Г. Новый шаг в интеграции голоса и данных. // Вестник связи, №4, 2000.

62. Рекомендация МККТТ Требования к измерительной аппаратуре. Том IV, рек. 0.41.

63. Рекомендация МККТТ Передача сигналов звукового и телевизионного вещания. Том III, J.16.

64. Руководство по электрическим измерениям линий магистральной и внутризоновых сетей связи. М., Радио и связь, 1987.

65. Нормы на электрические параметры цифровых каналов и трактов магистральных и внутризоновых первичных сетей». Минсвязи России, 1996 г.75. Рекомендации ITU-T-G.821.

66. Бакланов И.Г. Методы измерений в системах связи. М.: Эко-Трендз, 1999.77. Рекомендации МСЭ-Т G.821.78. Рекомендации МСЭ-Т G.826.

67. Рекомендации МСЭ-Т М.2100.

68. ОСТ 45.01-98. Сеть первичная взаимоувязанной сети связи Российской Федерации. Участки кабельные элементарные и секции кабельных линий передачи. Нормы электрические.

69. Джон Грин, A.A. Воловодов. Межкабельные наводки. Сети и системы связи, 2000, N 3 (53), С. 40 51.

70. Гудошник A.M., Артюшенко В.М. Проблемы межкабельных наводок и электромагнитной совместимости в кабельных системах. Наука сервису. Материалы 8-й Международной научно-практической конференции. - М.: МГУС. 2003. С.105- 107.

71. Воловодов А. Проблемы межкабельных наводок // Сети и системы связи, апрель 1998 г., www.ecolan.ru.

72. Д. Портнов Э.Л., Зубилевич А.Л. Электрические кабели связи и их монтаж: Учебное пособие для вузов. М.: Горячая линия - Телеком, 2005. -264 с.

73. Современные методы передачи данных в оборудовании SDSL с линейным кодом ТС-РАМ., Электросвязь. 2001. №4.

74. Коршунов С.Е., Горбатовский А.Д. Эффективность линейного кодирования в кабельных системах передачи. // Вестник связи, №9, 2001. С.39 42.

75. Чепусов Е. Цифровые системы передачи: от HDSL к G.shdsl. http://www.skomplekt.com

76. Ковынцев A.M. Анализ особенностей оборудования xDSL с линейным кодом ТС-РАМ // Электротехнические и информационные комплексы и системы. №3, т.2, 2006. С.11 16.

77. Парфенов Ю.А., Кайзер Л.И. Первые экспериментальные результаты ТС-РАМ. // Вестник связи, №4. 2001.

78. Соколов H.A. Сети абонентского доступа. Принципы построения. -ЗАО «ИГ» Энтерпрофи, 1966.

79. Курбатов Н.Д., Фролов П.А. Стабильность параметров кабелей дальней связи. М.: Связь, 1965.

80. Парфенов Ю.А., Кайзер Л.И., Чернова О.Н., Кузнецов М.А. Отбор цепей в кабельных линиях для xDSL // Весник связи, 2003, №8.

81. Руководящий докуметн отрасли РД «Аппаратура цифровых систем абонентского доступа». Технические требования. Утверждено Минсвязи РФ 08.12.99 г.

82. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. -М.: Госэнергонадзор.

83. Правила эксплуатации электроустановок потребителей. М., 1997.

84. Ковынцев A.M. Электромагнитная совместимость электротехнического оборудования сетей xDSL // Информационно-измерительные и управляющие системы. №2, 2007. С.25 31.

85. Ковынцев A.M., Белянина Н.В. Расчет электромагнитной совместимости оборудования сетей xDSL // Электротехнические и информационные комплексы и системы. №2, т.2,2007. С.11 16.

86. Райзберг Б.А. Диссертация и ученая степень. Пособие для соискателей. 3-е изд., доп. - М.: ИНФРА, 2003. - 411 с.