Line Testing του Βασιλείου Δ. Μπύρου

Διπλωματούχος Ηλεκτρολόγος Μηχανικός και Μηχανικός Η/Υ - Πολυτεχνικής Σχολής Πανεπιστημίου Πατρών.

 

Το ακόλουθο κείμενο εξετάζει μεθόδους για τον έλεγχο της ποιότητας των γραμμών χαλκού καθώς και τη μεθοδολογία εντοπισμού της θέσεως στην οποία μπορεί να βρίσκεται μια πιθανή βλάβη.

 

Αθήνα, 2009 - 2015

 

• Pots Line Testing

• Τι είναι η POTS

• Θεωρεία παράλληλης γραμμής μεταφοράς

• Line Testing σε φυσικό επίπεδο

• Parametric and Functional Test

                     • Ιδανικές Τιμές

• Μήκος γραμμής (απόσταση)

• Έλεγχος σφαλμάτων

• Εξωτερικά AC / DC Voltages

• AC / DC Current

• Noise Levels

• Capacitance

• Longitudinal Balance

• Resistance Insulation

• 3 Element Resistance Test

• 4 Element Resistance Test

• 5 Element Resistance Test

• Loop Resistance

• Εμπέδηση

• Feeding Current και Feeding Voltages

• Ringer Equivalence Number

• Trans-Hybrid Loss & Echo

• Signal to Noise Ratio

• Cable Pair identify και Howler Tone

• MELT Self Test

• DC Feed Self Test

• On/Off Hook Self Test

• Ringing Self Test

• Metering Self Test

• Specific MELT Tests

• Arbitrary Single Tone Test

• DTMF and Pulse Digit Test

• Receiver Hook-Off Test

• Fuse Test

• PPA Test

• Line Testing και SELT

• Καταστάσεις TE και ETSI TBR 021

• Αναλύοντας τα αποτελέσματα

• Ποιότητα xDSL

• Μονόπολο - xDSL Services

• Τηλεφωνικό Σύστημα

• Oxidation Layer

• Αντίσταση Επαφής

• Degraded Contacts

• Χωρητική και Επαγωγική Σύζευξη

• LDU 100/FMU

• Κατηγορίες Προβλημάτων

• Διακοπή

• Το modem συγχρονίζει

• Βραχυκύκλωμα

• Διαρροή

• Ακρωνύμια

• Βιβλιογραφία

 

Pots Line Testing

 

Το Line Test αποτελεί μια καθιερωμένη και ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδο εντοπισμού λαθών. Ο έλεγχος αυτός αποτελεί μια εύκολη, φθηνή και αποτελεσματική λύση για όσους επιθυμούν να ελέγξουν τις γραμμές χαλκού τους. 

 

Παρόλο που το Line Test έχει σχεδιαστεί για τηλεφωνικά συστήματα, μπορούμε να βγάλουμε εξίσου χρήσιμα συμπεράσματα και για τις νέες τεχνολογίες που μπορούν να συνυπάρχουν στην ίδια καλωδιακή γραμμή, όπως η ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία του xDSL.

 

Το πεδίο εφαρμογής του συγκεκριμένου ελέγχου αφορά το δίκτυο πρόσβασης του POTS (POTS Access Network) το οποίο ξεκινά από την POTS κάρτα (συνήθως από το τοπικό αστικό κέντρο) έως τον τελικό παραλήπτη της υπηρεσίας.

 

Τι είναι η POTS

 

Η POTS - (Plain Old Telephone Service ή System) είναι η γνωστή σε όλους μας τηλεφωνική υπηρεσία. Η POTS είναι διαθέσιμη σχεδόν από την εισαγωγή του πρώτου δημόσιου τηλεφωνικού συστήματος (τέλει 19^ου αιώνα).

 

Το όλο σύστημα έγινε αρχικά γνωστό ως Post Office Telephone Service ή Post Office Telephone System (παλιότερες ορολογίες). Η ονομασία του (Plain Old Telephone Service) αποτελεί ρετρονύμιο των δυο παλαιότερων ονομασιών και πλέον περιλαμβάνει νέες σύγχρονες τεχνολογίες, όπως αυτές της κινητής τηλεφωνίας, του ISDN και του VoIP.

 

Το όλο σύστημα της POTS παρέχει βασικές υπηρεσίες όπως αυτήν της κλήσης του συνδρομητή (Subscriber Dialing), τη διπλής κατεύθυνσης (Bi Directional) ή πλήρως αμφίδρομη (Full Duplex) φωνητική σύνδεση (Voice Path) με περιορισμένο φάσμα συχνοτήτων (300 έως 3400 Hz) και τα Call-Progress Tones (όπως το Dial Tone και το Ringing Signal).

 

Το ζεύγος καλωδίων από το αστικό κέντρο (Central Office) ως τον τελικό παραλήπτη ονομάζεται Subscriber Loop (βρόχος του συνδρομητή). Συνήθως τροφοδοτείται με 48Volts DC (Direct Current) και υποστηρίζεται από μια σειρά μπαταριών (συνήθως τέσσερις μπαταρίες των 12V συνδεδεμένες σε σειρά) από το αστικό κέντρο. Ο βρόχος (Subscriber Loop) φέρει φορτίο περίπου 300Ω το οποίο δεν είναι μεν επικίνδυνο για ηλεκτροπληξία – αλλά  γίνεται αισθητό με την ανθρώπινη επαφή.

 

Βασική θεωρεία της παράλληλης γραμμής μεταφοράς

 

Το παρόν κείμενο δεν έχει σκοπό την ανάλυση σε βάθος της θεωρίας της παράλληλης γραμμής μεταφοράς, παρόλα αυτά χρήσιμο είναι να γίνει μια συνοπτική αναφορά σε αυτή.

 

Οι γραμμές μεταφοράς είναι ένα μέσο μεταφοράς σημάτων ή ισχύος από ένα σημείο σε ένα άλλο. Αν η συχνότητα είναι αρκετά μεγάλη, η απόσταση της γραμμής μπορεί να ληφθεί ως μια εκτίμηση κλάσματος του μήκους κύματος που διαδίδεται. Τότε γίνεται απαραίτητο να ληφθούν υπόψη οι ιδιότητες των καλωδίων διασύνδεσης, καθώς πλέον δε λειτουργούν ως βραχυκυκλώματα.

 

Στην παράλληλη γραμμή μεταφοράς, και καθώς κάθε αγωγός έχει συγκεκριμένο μήκος και διάμετρο έχει αντίσταση και επαγωγή. Επειδή υπάρχουν δυο καλώδια τοποθετημένα κοντά το ένα στο άλλο μεταξύ τους υπάρχει χωρητικότητα. Ο διαχωρισμός των καλωδίων γίνεται μέσω του διηλεκτρικού, το οποίο δεν μπορεί να είναι τέλειο στη μόνωσή του - η τρέχουσα απώλεια διαμέσου αυτού μπορεί να αναπαρασταθεί με παράλληλη αγωγιμότητα. Το ισοδύναμο κύκλωμα που προκύπτει φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Όλες οι ποσότητες που παρουσιάζονται είναι ανάλογες του μήκους της γραμμής, και είναι ασήμαντες αν δεν έχουν μετρηθεί και δεν παραθέτονται ανά μονάδα μήκους.

 

 

Σχήμα 1.  ισοδύναμο κύκλωμα της παράλληλης γραμμής μεταφοράς ανά μονάδα μήκους της γραμμής.

 

* Σημειώνουμε ότι οι ποσότητες L, R, C και G που φαίνονται στo παραπάνω σχήμα μετρώνται όλες ανά μονάδα μήκους, (π.χ. ανά μέτρο), γιατί εμφανίζονται συνεχώς κατά μήκος της γραμμής. Επομένως κατανέμονται σε όλο το μήκος της γραμμής και σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να θεωρηθεί ότι συσσωρεύονται σε ένα μόνο σημείο της.

 

Για αγωγούς ίσης διατομής ισχύουν οι παρακάτω τύποι:

Όπου 2α και b η διάμετρος του αγωγού και η απόσταση των αγωγών αντίστοιχα και σ το conductance των αγωγών

 

Line Testing σε φυσικό επίπεδο

 

Αν και στις περιπτώσεις του ελέγχου τεχνολογιών xDSL η σύνδεση σε φυσικό επίπεδο είναι αρκετά περίπλοκη, αυτή του ελέγχου των τηλεφωνικών συστημάτων POTS είναι αρκετά απλή υπόθεση.

 

Πρακτικά όλα τα POTS συστήματα έχουν ενσωματωμένο ένα σύστημα παραμετρικού και λειτουργικού ελέγχου της δισύρματης γραμμής (physical twisted pair line) που είναι συνδεδεμένο στο αντίστοιχο voice switch.

 

Τις περισσότερες φορές ο έλεγχος γίνεται από το External Line Test System. Στα συστήματα αυτά υπάρχει η δυνατότητα χρήσης ενός διακόπτη που δίνει πλήρη και άμεση πρόσβαση σε όλο το σύστημα του ελέγχου. Αυτό επιτρέπει τη δοκιμή του μετάλλου (χαλκού) κάτω από συνεχές ρεύμα (DC Current) με συχνότητες υψηλότερες από αυτές της φωνής.

 

Η εξωτερική κεφαλή του συστήματος ελέγχου (External Test Head) είναι φυσικά συνδεδεμένη με τo όλο σύστημα της POTS κάρτας μέσω ενός διαύλου (Metallic Test Bus) όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Επιπλέον συνδέεται με τη μπαταρία και τη γείωση της γραμμής που θα ελέγξει (γη αναφοράς). Τα συστήματα αυτά εκτελούν ειδικούς ελέγχους και μετρήσεις, με σκοπό τη μέτρηση της ποιότητας του χαλκού (Subscriber Loop) αλλά και τον εντοπισμό ενός σφάλματος.

                                                                                                              

 

Σχήμα 2. Singe Ended Loop Test System

 

Στα External POTS Line Test Systems συνήθως δίνεται μια  εντολή (αυτό γίνεται μέσω ειδικού software) για την ενεργοποίηση των ειδικών διακόπτων για είσοδο του όλου συστήματος στην κατάσταση του ελέγχου. Από τη στιγμή που δοθεί η εντολή αυτή, το σύστημα μπορεί να κλείσει τους καταλλήλους διακόπτες ή να αρνηθεί την πρόσβαση (η άρνηση δίνεται συνήθως όταν η γραμμή είναι κατειλημμένη ή αν ο δίαυλος χρησιμοποιείται).

 

Στην περίπτωση που δοθεί πρόσβαση στο όλο σύστημα του ελέγχου, οι διακόπτες πραγματοποιούν τη σύνδεση της γραμμής με το δίαυλο του ελέγχου (Metallic Test Bus) και κατά συνέπεια την κεφαλή του συστήματος (External Test Head).

 

Μια αρκετά δημοφιλής υλοποίηση του συστήματος των διακοπτών είναι η λεγόμενη “two-wire access” που παρουσιάζεται παρακάτω. Οι καταστάσεις των διακοπτών φαίνονται στα παρακάτω σχήματα (για 2 wire test bus).

 

Σχήμα 3.1                                                                                  Σχήμα 3.2

Δεν πραγματοποιείται κάποιος έλεγχος (default)               H κεφαλή του test είναι συνδεδεμένη με τη γραμμή

 

 

Σχήμα 3.3                                                                                   Σχήμα 3.4

Η κεφαλή είναι συνδεδεμένη στην κάρτα*      Η κεφαλή είναι συνδεδεμένη και στη γραμμή και στην κάρτα

 

* Στην κατάσταση αυτή (σχήμα 3.3) γίνονται ειδικοί έλεγχοι όπως αυτός του dial tone test.

 

Οι καταστάσεις αυτές (σχήματα 2,3 και 4) παραμένουν μέχρις ότου ολοκληρωθούν οι αντίστοιχοι έλεγχοι και για συγκεκριμένο πάντοτε χρονικό διάστημα.

 

Εναλλακτικά είναι εφικτή και η τετρασύρματη σύνδεση (4 wire test bus)

 

Σχήμα 3.5  (Default)                                                                   Σχήμα 3.6

 

Η τετρασύρματη πρόσβαση (4 wire test bus) στην ουσία υλοποιεί τις καταστάσεις 3.2 και 3.3 της δισύρματης πρόσβασης ταυτόχρονα. Αυτό απαιτεί τετρασύρματο δίαυλο και πολυπλοκότερους διακόπτες καθώς πραγματοποιείται ταυτόχρονα ο εσωτερικός και ο εξωτερικός έλεγχος της γραμμής.

 

Σε όλες τις περιπτώσεις ο δίαυλος είναι κοινός για όλες τις κάρτες που βρίσκονται στο ίδιο rack (χρησιμοποιούν τον ίδιο LDU/MTU), κατά συνέπεια δεν είναι εφικτή η ταυτόχρονη διενέργεια ελέγχων για βρόχους των οποίων η φυσική σύνδεση βρίσκεται στην ίδια κάρτα ή στο ίδιο rack.

 

Parametric and Functional Test

 

Από τη στιγμή που δοθεί πρόσβαση στο όλο σύστημα του ελέγχου, μπορεί να πραγματοποιηθεί και ο επιθυμητός παραμετρικός και λειτουργικός έλεγχος της γραμμής. Η υλοποίηση της κεφαλής του συστήματος ελέγχου (εσωτερικό κύκλωμα, PID controllers κτλ) είναι διαφορετική για κάθε σύστημα και τη γνωρίζει μόνο ο κατασκευής του (Teradyne, Zarlink κοκ). Ωστόσο τα αποτελέσματα του ελέγχου είναι κοινά.

 

Για τους σκοπούς του παρόντα κειμένου θα χρησιμοποιήσουμε τους χαρακτήρες Α και Β,  "Α" για το (tip) και "Β" για το (ring)  για να περιγράψουμε τους δυο πόλους του δισύρματου ζεύγους. Ο πόλος Α (tip) βρίσκεται γειωμένος (G) ενώ ο πόλος Β (ring) είναι συνδεδεμένος στη μπαταρία του AGW (-48V).

 

Οι παραμετρικές μετρήσεις μπορούν να ταξινομηθούν στις ακόλουθες κατηγορίες:

 

• AC External Voltages (A-G, B-G και A-B)
• DC External Voltages (A-G, B-G και A-B)
• Capacitance (A-B, A-G, B-G και G-A, G-B)
• Resistance (A-G, B-G, A-B, B-A, A-Battery και B-Battery)
• Voice Band Noise (θόρυβος στις συχνότητες της τηλεφωνίας)
• Longitudinal Balance (διαμήκης ισορροπία)

 

Οι συχνότητες που χρησιμοποιούνται στις AC μετρήσεις της POTS είναι γενικά χαμηλές (κάτω των 300 Hz), και ο λόγος είναι η χαμηλή εξασθένηση του σήματος (Attenuation) σε αυτές της συχνότητες. Τέλος αξίζει να σημειώσουμε ότι είναι δυνατή και η χειροκίνητη πρόσβαση (manual access) στο σύστημα. Αυτό γίνεται στην περιοχή του MDF/HDF και ονομάζεται test shoe. Σε αυτή την περίπτωση ο τεχνικός (CO/PoP) χρησιμοποιεί απευθείας όργανα πάνω στη γραμμή (όπως FDR ,TDR, Analyser ή πολύμετρο) για την πραγματοποίηση των μετρήσεων.

 

Οι ιδανικές τιμές των παραπάνω χαρακτηριστικών μιας παράλληλης γραμμής μεταφοράς είναι οι παρακάτω:

 

• AC External Voltages: πολύ κοντά στο 0
• DC External Voltages: πολύ κοντά στο 0 *
• Capacitance A-Earth ≈ Capacitance B-Earth
• Resistance (A-B): το λιγότερο 1MΩ **
• Resistance (A-G, B-G, A-Battery και B-Battery): το λιγότερο 10MΩ **
• Voice band Noise: μικτότερος από -65dBm
• Longitudinal Balance: μεγαλύτερο από 60dB

 

* Συνήθως κάποια  εξωτερική τάση στο βρόχο μπορεί να προέρχεται από κάποια επαφή μεταξύ κάποιου άλλου ζεύγους, ένας επιπλέον ακόμη τρόπος για να επιβεβαιώσουμε αυτή την επαφή είναι μέσω των ωμικών αντιστάσεων (αντιστάσεις μόνωσης) μεταξύ του ελεγχόμενου ζεύγους με τη μπαταρία και τη γείωση αναφοράς.

 

** Συμφώνα με το πρότυπο του ETSI: TBR (Technical Basis for Regulation) 021, πρακτικά οι τιμές αυτές μπορεί να είναι και κατά πολύ μικρότερες χωρίς να δημιουργείται κάποιο πρόβλημα στη γραμμή.

 

Μήκος γραμμής (απόσταση)

 

Ένα από τα βασικά αποτελέσματα του POTS Line Testing είναι η εκτίμηση του μήκους της γραμμής. Αυτό γίνεται με τη μέτρηση των χωρητικοτήτων (Capacitance) μεταξύ των δυο αγωγών και ως προς τη γη αναφοράς. Αν και οι τιμές αυτές μπορεί να επηρεάζονται από πολλούς παράγοντες, οι χωρητικότητες αυτές δίνουν μια πολύ καλή προσέγγιση του μήκους του καλωδίου. Στα καλής ποιότητα καλώδια πρέπει να τηρούνται συγκεκριμένες προδιαγραφές ενώ η αύξηση της χωρητικότητας, θα πρέπει να αυξάνεται με ομοιόμορφο τρόπο σε σχέση με το μήκος του καλωδίου.

 

Στην περίπτωση της χωρητικότητας μεταξύ των δύο καλωδίων C(A-B) ή εικόνα που παίρνουμε δεν είναι πάντοτε η σωστή. Οι τιμές που παίρνουμε είναι μεγαλύτερες των πραγματικών αν στο τερματικό σημείο υπάρχει χωρητικό φορτίο (τηλέφωνο, fax, modem) ή επιπλέον εσωτερική καλωδίωση. Κάθε ένα από αυτά προσθέτει επιπλέον χωρητικότητα μεταξύ του Α και Β και η γραμμή φαίνεται μεγαλύτερη από ότι στην πραγματικότητα είναι. Επιπλέον στον όλο βρόχο υπάρχουν διαφορετικά καλώδια (με διαφορετικά χαρακτηριστικά) και κατά συνέπεια διαφορετική χωρητικότητα ανά μονάδα μήκους.

 

Η σημαντικότερη ίσος μέτρηση του Line Test είναι η μέτρηση των χωρητικοτήτων των δύο καλωδίων ως προς τη γη αναφοράς, Capacitance (A-Ground) και Capacitance (B-Ground).

 

 

Στο παραπάνω σχήμα φαίνονται μερικές από τις πιθανές χωρητικές αλληλεπιδράσεις που είναι δυνατόν να παρουσιαστούν σε μια δέσμη καλωδίων. Οι χωρητικότητες αυτές εξαρτώνται από τη γεωμετρία, το διηλεκτρικό και το μονωτικό υλικό του καλωδίου. Ο αριθμός των ζευγών σε χρήση σε σχέση με την ικανότητα (cable fill) * έχει επίσης επίπτωση στις χωρητικότητες που μετρούνται με βάση αναφοράς τη γη.

 

Στις περιπτώσεις αυτών των μετρήσεων (χωρητικότητες ως προς τη γη) εφαρμόζεται AC τάση (με βάση αναφοράς πάντοτε τη γείωση του CO) και στους δυο πόλους (και στο Α και στο  Β ξεχωριστά). Έτσι, δεν υπάρχει διαφορά δυναμικού μεταξύ των δύο πόλων (σε αντίθεση δηλαδή με την περίπτωση της χωρητικότητας μεταξύ των δυο καλωδίων) - δεν κλείνει επομένως κύκλωμα στο τερματικό σημείο, έτσι δεν επηρεάζεται αισθητά η μέτρηση των χωρητικοτήτων ως προς τη γη.

 

Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη αλλά και πιο έγκυρη μέθοδος για τον υπολογισμό του μήκους μιας γραμμής (με την προϋπόθεση πάντοτε ότι η γραμμή είναι Balanced) βασίζεται στη μέτρηση αυτών των χωρητικοτήτων και διαιρείται με κάποια σταθερά** (που ισούται τη μέση χωρητικότητα ως προς τη γη των καλωδίων που χρησιμοποιούνται). Έτσι υπολογίζεται (προσεγγιστικά πάντοτε) το μήκος του βρόχου.  

 

* Τα ζεύγη που δεν χρησιμοποιούνταν ονομάζονται ανταλλακτικά (spare)

 

** Η τιμή αυτή είναι με πολύ καλή προσέγγιση περίπου 50nF/Km (περισσότερα στον παρακάτω πίνακα).

 

Tip: Ένας πρακτικός και γρήγορος τρόπος για να υπολογίσουμε την απόσταση μιας γραμμής είναι ο εξής:

 

Αν οι χωρητικότητες στα legs είναι περίπου οι ίδιες - υπολογίζουμε για κάθε nF 18-20 μέτρα αν αναφερόμαστε σε χαμηλόσυχνο σύστημα μετρήσεων (ISAM-V, Siemens hiX, AdTran, Ericson EDA, Huawei SmartAX, Zhone, Argus, MELT κοκ) και 10 μέτρα αν αναφερόμαστε σε υψήσυχνο (Litespan, iBAS, JDSU, Sunset, Senter κοκ).

Για παράδειγμα αν οι τιμές στα legs είναι περίπου 100nF σε ένα σύστημα όπως το Argus, τα Siemens ή τα iSAM-V τότε η απόσταση είναι 100 x 18 μέτρα = 1800 μέτρα.

Σε ένα υψήσυχνο σύστημα όπως τα Litespan ή τα iBAS υπολογίζουμε πχ 100 * 10 = 1000 μέτρα (με κάποια απόκλιση πάντα). Όσο περισσότερο αυξάνεται η απόσταση από το 1Km προσθέτουμε κάτι και όσο μειώνεται αφαιρούμε. Δηλαδή τα 200nF είναι 2000 μέτρα + κάτι (πχ 2200 μέτρα), τα 300 nF είναι 3000 μετρα + κάτι παραπάνω (πχ 3500 μέτρα) κοκ. Όσο πιο κάτω πηγαίνουμε από το 1Κμ πχ 50nF αφαιρούμε κάτι πχ 50nF είναι 500 μέτρα -κάτι (πχ 450 μέτρα) κοκ. Η σχέση δηλαδή απόστασης και χωρητικότητας σε συστήματα όπως τα Litespan και τα iBAS δεν είναι γραμμική και κάθε nF δεν προσθέτει την ιδία απόσταση.

 

Στον παρακάτω πίνακα (πίνακα 1) παρουσιάζονται μερικές ενδεικτικές αποστάσεις για Litespan και iBAS. Σε κάθε περίπτωση η εκτίμηση της απόστασης είναι προσεγγιστική και θα πρέπει να λάβουμε υπόψη ένα σφάλμα της τάξεως πάνω από 10%.

 

(Πινάκας 1) Χωρητικότητες και αποστάσεις για ALU Litespan 1540 και Intracom iBAS.

 

Στον παρακάτω πίνακα (πίνακα 1) παρουσιάζονται μερικές τυπικές τιμές χωρητικοτήτων (ανά μονάδα μήκους) μεταξύ των δύο πόλων και μεταξύ του ενός πόλου ως προς τη γη αναφοράς, για διαφόρους τύπους καλωδίων.

 

 

(Πινάκας 2) Χωρητικότητες διαφορών τύπων καλωδίων ανά μονάδα μήκους.

 

Στο δεύτερο πίνακα παρουσιάζονται οι παράμετροι του μοντέλου BT #0 για καλώδια συμφωνά με το G.996.1 Recommendation της ITU-T. Σημειώνουμε ότι η αντίσταση R σε (Ω/Km) που αναφέρεται στον παρακάτω πίνακα είναι η σε σειρά αντίσταση της παράλληλης γραμμής μεταφοράς.

 

 

(Πινάκας 3) Παράμετροι του μοντέλου BT #0 για καλώδια συμφωνά με το G.996.1 Recommendation.

 

Έλεγχος σφαλμάτων

 

Το Line Test εκτελείτε είτε για έλεγχο της ποιότητας μιας γραμμής (αυτό πρέπει να γίνεται πριν κάποιος συνδρομητής συνδεθεί σε αυτή), είτε για τον εντοπισμό ενός σφάλματος όταν διαπιστωθεί πρόβλημα σε κάποια υπηρεσία.

 

Γενικός οι πιο συχνές βλάβες στο βρόχο είναι τα λεγόμενα resistive contacts (οι επαφές). Αυτά είναι συνήθως DC σφάλματα στο βρόχο και συμβαίνουν όταν ένα ζεύγος βρεθεί σε επαφή με ένα γειτονικό του. Η επαφή μπορεί να είναι είτε άμεση (physical contact) είτε διαμέσου ενός μη μεταλλικού υλικού (non metallic path). Η τελευταία γίνεται συνήθως μέσω ενός υγρού διαλύματος άλατος (wet salt solution).

 

Ένα μεγάλο ποσοστό αυτού του είδους σφαλμάτων είναι καθαρά εποχιακό (το δίκτυο στη συνέχεια σταθεροποιείται). Αυτό έχει ως συνεπεία την αύξηση της αντίστασης επαφής (resistance contact) κατά τη διάρκεια ή σε περιοχές που επικρατεί υγρασία.

 

Τα Resistance σφάλματα μια γραμμής μπορεί να έχουν άσχημες συνέπειες στην ποιότητα των τηλεφωνικών υπηρεσιών. Τα σφάλματα αυτά επηρεάζουν τη μετάδοση της φωνής, μπορεί να προκαλέσουν θόρυβο στις συχνότητες της τηλεφωνίας, εξασθένηση του σήματος ή ακόμα και πλήρη απώλεια υπηρεσιών.

 

Εξωτερικά AC / DC Voltages

 

Για να μετρηθούν οι εξωτερικές τάσεις στο βρόχο, η κεφαλή του συστήματος ελέγχου αποσυνδέεται από τη μπαταρία του CO (κατάσταση σχ. 3.2 όπως περιγράφεται στις καταστάσεις των διακοπτών). Κάτω από φυσιολογικές συνθήκες και σε κατάσταση on-hook δε θα πρέπει να υπάρχουν καθόλου εξωτερικές τάσεις (ούτε AC ούτε DC) στη μέτρηση. Εντούτοις, πολύ μικρές τιμές της μετρούμενης εξωτερικής DC τάσης στο βρόχο (της τάξεως των mV) είναι φυσιολογικές και οφείλονται αποκλειστικά στο ίδιο το σύστημα της μέτρησης.

 

Ως πιθανότερη και συνηθέστερη αιτία μέτρησης εξωτερικής DC τάσης από το σύστημα των μετρήσεων  είναι η επαφή των καλωδίων με το ring (-48V) ή (-52V) κάποιου γειτονικού ζεύγους (ή ακόμα και με το tip αλλά σε κατάσταση off-hook αφού σε αυτή την περίπτωση το tip του άλλου ζεύγους δεν είναι πια γειωμένο αλλά έχει χαμηλότερο δυναμικό). Σε αυτή την περίπτωση τα καλώδια δεν μονώνονται πλέον από την μπαταρία και μια εξωτερική DC τάση της τάξεως από 0 έως -52V μπορεί να μετρηθεί από το σύστημα.

 

Λόγο της αρνητικής τάσης που χρησιμοποιείται στα συστήματα τηλεφωνίας, η επαφή ενός αγωγού με ένα άλλο ζεύγος σε λειτουργία θα προσθέσει δυναμικό το όποιο είναι επίσης αρνητικό. Έτσι η ύπαρξη αρνητικής εξωτερικής DC τάσεως σε έναν από τους πόλους του προς μέτρηση ζεύγους είναι πιθανή ένδειξη αυτής της επαφής. Διαφορετική θα πρέπει να είναι αντιμετώπιση όταν η τάση αυτή (πάντοτε στους δύο πόλους και όχι η διαφορά τους) είναι θετική, καθώς σε αυτήν την περίπτωση η εξωτερική αυτή τάση μπορεί και να μην προέρχεται από άλλο βρόχο. Κάτι τέτοιο παρουσιάζεται σε ένα καθαρό (χωρίς εξωτερικές τάσεις) βρόχο όπου η ύπαρξη μικρής θετικής DC τάσης προέρχεται καθαρά από το ίδιο το σύστημα των μετρήσεων το οποίο συνήθως χρησιμοποιεί μια μικρή θετική DC τάση για τη λειτουργία του.

 

Ως συνηθέστερη αιτία* μέτρησης εξωτερικής AC τάσεως στο βρόχο είναι η επαφή των αγωγών με κάποιο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας ή σπανιότερα με άλλο ζεύγος το οποίο βρίσκεται όμως σε κατάσταση κωδωνισμού.

 

Σύμφωνα με το GR-909, εξωτερική DC τάση μεγαλύτερη των 6V** χαρακτηρίζεται ως αντικανονική (abnormal) και μεγαλύτερη των 135V ως επικίνδυνη (hazardous), ενώ εξωτερική AC τάση μεγαλύτερη των 10Vrms χαρακτηρίζεται ως αντικανονική (abnormal) και μεγαλύτερη των 50Vrms ως επικίνδυνη (hazardous).

 

* Tip: Αρκετές φορές κι αν η συχνότητα δειγματοληψίας του συστήματος μετρήσεων είναι μικρή, μπορεί σε κάποια συστήματα να εμφανιστεί κάποια εξωτερική τάση τύπου DC ως AC (ή και το αντίστροφο). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σε κάποιες περιπτώσεις η εξωτερική τάση δεν είναι σταθερή έτσι σε κάποια συστήματα όπως πχ τα Litespan θα πρέπει να έχουμε υπόψη ότι τάσεις που εμφανίζονται ως AC μπορεί να είναι στην πραγματικότητα DC.

 

** Tip: Σε αρκετά συστήματα μετρήσεων όπως τα EDA3 της Ericson ή τα iBAS υπάρχουν ενσωματωμένα τα Thresholds του GR-909. Αυτό σημαίνει ότι αν οι τιμές πχ της DC τάσης είναι μικρότερες των 6V εμφανίζονται ως 0. Έτσι σε συστήματα οπως τα iBAS ή τα Ericson (version 3) όταν βλέπουμε DC τάση 0 δεν σημαίνει ότι η ξένη τάση είναι μηδενική αλλά ότι είναι μικρότερη των 6V. Το ίδιο ακριβώς και για το AC, όταν εμφανίζεται η τιμή 0 σημαίνει ότι η εξωτερική τάση AC είναι μικρότερη των 10Vrms (που ισούται με 14 Volt pick) και όχι απαραίτητα μηδενική.

 

AC / DC Current

 

Κάτω από φυσιολογικές συνθήκες και σε κατάσταση on-hook δε θα πρέπει να υπάρχει καθόλου DC current στη γραμμή και τη μέτρηση. Αντίθετα μέτρηση κάποιας ποσότητας DC ρεύματος μπορεί να οφείλεται σε διαρροή με κάποιο άλλο ζεύγος ή ως προς τη γη εξαιτίας προβλημάτων στη μόνωση των καλωδίων.

 

Ομοίως σε κατάσταση on-hook και μη κωδωνισμού δε θα πρέπει να υπάρχει καθόλου AC current στη μέτρηση. Η μέτρηση κάποιας ποσότητας AC ρεύματος μπορεί να οφείλεται σε διαρροή με κάποιο άλλο ζεύγος (συνήθως λόγω προβλήματος στη μόνωση των καλωδίων).

 

Noise Levels

 

Η μέτρηση τoυ θορύβου στη γραμμή γίνεται με το βρόχο συνδεδεμένο και αφορά τη συνολική ισχύ του θορύβου στις συχνότητες της τηλεφωνίας. Η μέτρηση είναι ψοφομετρική και γίνεται σε dBm* (λογαριθμικά και με βάση αναφοράς το 1mW). Ένα τυπικό παράδειγμα συχνότητας στην οποία γίνεται ο έλεγχος είναι τα 1010Hz (για Siemens).

 

 

Με βάση τον ορισμό του dBm τα 0dBm ισοδυναμούν με ισχύ 1mW και αντίστοιχα τα -30dBm ισοδυναμούν με ισχύ 1μW, τα  -40dBm με100nW, τα -50dBm με 10nW, τα -60dBm με ισχύ 1nW=1000pW κοκ.

 

Σε φυσιολογικές συνθήκες και με την κατάσταση του βρόχου on-hook o θόρυβος της γραμμής θα πρέπει να είναι μικρότερος από -65dBm (συνήθως είναι της τάξεως των -75dBm). Σε κατάσταση off - hook ο θόρυβος συνήθως αυξάνεται κατά 5 με 10dBm. Αυξημένες τιμές στον μετρούμενο από το σύστημα θόρυβο της γραμμής μπορεί να οφείλονται σε ηλεκτρονικές παρεμβολές από γειτονικά ζεύγη (crosstalk), σε capacity unbalance της γραμμής, σε πρόβλημα με τη γείωση στο CO, πιθανή επαφή ή αυξημένη αντίσταση επαφής.

 

* Πολλές φορές συναντιέται και ως dBm0.

 

Capacitance

 

Για τις μετρούμενες από το σύστημα χωρητικότητες έχει γίνει εκτενής αναφορά σε προηγουμένη ενότητα. Ανακεφαλαιώνοντας τα προηγούμενα, σε κατάσταση ανοικτού κυκλώματος οι τιμές των χωρητικοτήτων αυτών αποτελούν έναν πολύ καλό τρόπο υπολογισμού της απόστασης. Σε περίπτωση που στη γραμμή υπάρχουν συνδεδεμένες τερματικές συσκευές ή επιπλέον καλωδίωση, η χωρητικότητα μεταξύ του A και του B αυξάνεται (προστίθεται στην υπάρχουσα, αυτή των συσκευών ως παράλληλη χωρητικότητα στο βρόχο). Σε γενικές γραμμές και οι τρεις μετρήσεις επηρεάζονται (οι μετρήσεις όμως ως προς τη γη αναφοράς πολύ λιγότερο ως ελάχιστο) έτσι η διαφορά αυτή μπορεί ως πολύ καλή προσέγγιση να αγνοηθεί. Επιγραμματικά η μέτρηση των χωρητικοτήτων ως προς τη γη αποτελεί τον συνηθέστερο τρόπο για τον υπολογισμό της απόστασης, ενώ μια πολύ καλή προσέγγιση που χρησιμοποιείται από πολλά συστήματα είναι τα 50nF/Km.

 

Αν μεταξύ των C(A-G) και C(B-G) υπάρχει διαφορά στις μετρούμενες τιμές τους, τότε η γραμμή χαρακτηρίζεται ως μη–ισορροπημένη (unbalanced) και είναι πολλές φορές η αιτία ανεπιθύμητου θορύβου ή προβλημάτων στην υπηρεσία του DSL (αντανακλάσεις, αυξομειώσεις του SNR και κατά συνέπεια του Noise Margin, αποσυνδέσεις κοκ). Οι κυριότερες αιτίες μιας μη-ισορροπημένης (unbalanced) γραμμής είναι η υγρασία στα καλώδια, φθορά στη μόνωση των καλωδίων ή κάποια επαφή με άλλο ζεύγος ή τη γη. 

 

Ως χωρητική ισορροπία (capacitive balance) μεταξύ των καλωδίων ορίζεται ο λόγος της χαμηλότερης χωρητικότητας προς την υψηλότερη επί το 100%. Τέλος, σημαντικά μεγάλη ανισορροπία της γραμμής πολλές φορές μπορεί να είναι ένδειξη ότι ο ένας πόλος στο βρόχο είναι ανοικτός (high resistance patch).

 

Longitudinal Balance

 

Η μέτρηση της ισορροπίας μια γραμμής είναι καθοριστική στον έλεγχο της ποιότητας μιας γραμμής μεταφοράς. Το balance είναι μέτρηση του “similarity” μιας γραμμής ενώ όσο πιο ισορροπημένη είναι μια γραμμή τόσο πιο αποτελεσματικά  απορρίπτει το θόρυβο, ενώ  είναι καθοριστική στο data transmition.

 

Η μέτρηση του Longitudinal Balance* γίνεται στέλνοντας ένα σήμα στη γραμμή και υπολογίζεται από την επιστροφή του σήματος στη διαφορά μεταξύ tip και ring. Γενικός τιμές ισορροπίας μεγαλύτερες των 60dB είναι κοινώς αποδέκτες, από 50 έως 60 dB οριακές ενώ μικρότερες μη αποδεκτές.

 

* Το Longitudinal Balance μπορεί να υπολογιστεί μαθηματικά αφαιρώντας το Noise στο Νarrow Band από την ισχύ του σήματος στην ίδια συχνότητα.

 

Resistance Insulation (Αντίσταση Διαρροής)

 

Όταν η γραμμή είναι σε  κατάσταση on hook δε θα πρέπει να διαπερνά καθόλου DC ρεύμα τη γραμμή. Η μόνωση της γραμμής θα πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη (της τάξεως MΩ) ώστε τα δύο καλώδια να είναι πλήρως μονωμένα μεταξύ τους. Χαμηλότερη τιμή σε αυτή την αντίσταση δείχνει πιθανό πρόβλημα στη μόνωση των καλωδίων. Συμφωνά με το GR-909 πρόβλημα μόνωσης θεωρείται ότι παρουσιάζεται όταν η αντίσταση μόνωσης είναι χαμηλότερη από 150KΩ.

 

 

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι αν δεν υπάρχει πρόβλημα στη γραμμή και για κατάσταση on hook πάντοτε, η μέτρηση της ωμικής αντίστασης αντιστοιχεί στην αντίσταση μόνωσης (Resistance Insulation) ή αλλιώς στην παράλληλη αντίσταση (αγωγιμότητα G) του διπλανού ισοδύναμου κυκλώματος της παράλληλης γραμμής μεταφοράς.

 

Όταν όμως υπάρχει βραχυκύκλωμα στη γραμμή, τότε η μέτρηση της αντίστασης αντιστοιχεί στην σε σειρά αντίσταση της γραμμής (DC Resistance) η οποία παρουσιάζεται ως R στο ισοδύναμο κύκλωμα της γραμμής.

 

Η ωμική αντίσταση λοιπόν που μετριέται στο βρόχο είναι εντελώς διαφορετική σε κατάσταση ανοικτού κυκλώματος από ότι στην κατάσταση του κλειστού κυκλώματος ή βραχυκυκλώματος και αντιστοιχεί σε διαφορετικά ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του ισοδύναμου κυκλώματος της γραμμής μεταφοράς.

 

Η ωμική αντίσταση στο βρόχο (είτε μιλάμε για αντίσταση ανοικτού είτε κλειστού κυκλώματος) υπολογίζεται από το συνολικό ρεύμα που διαρρέει το βρόχο (ρεύμα διαρροής μεταξύ tip και ring ή μεταξύ των πόλων και της γης αναφοράς). Στην περίπτωση του κλειστού κυκλώματος είναι το ρεύμα βραχυκυκλώσεως που διαρρέει το βρόχο.

 

Η μέτρηση της αντίστασης βραχυκυκλώσεως (DC Resistance) αποτελεί και τον καλύτερο (μαθηματικά) τρόπο για τον ακριβή υπολογισμό της απόστασης που βρίσκεται το τερματικό σημείο. Παρόλα αυτά, είναι αρκετά δύσκολα τεχνικά κάθε φορά που χρειάζεται να γίνει μια τέτοιου είδους μέτρηση να ζητείται από τον συνδρομητή είτε να ενώσει τα καλώδια στο χώρο του, είτε να τοποθετείται ειδική συσκευή βραχυκυκλώσεως στο τερματικό σημείο, έτσι και παρόλο που αυτός ο τρόπος είναι ο καλύτερος μαθηματικά και κυκλωματικά, δεν είναι πρακτικός και εύχρηστος.

 

Επιπλέον, οι βρόχοι αποτελούνται από καλώδια διαφορετικών χαρακτηριστικών και διαμέτρων κάτι που δυσκολεύει τους υπολογισμούς (σχετικές λεπτομέρειες στον πίνακα 2) μιας και αλλάζει σε κάθε περίπτωση και η σε σειρά αντίσταση της γραμμής ανάλογα με τη διατομή του αγωγού. Έτσι η απόσταση υπολογίζεται από τα Capacitance της γραμμής (κυρίως ως προς τη γη) όπως αναφέρθηκε στην προηγούμενη παράγραφο και όχι από τα DC Resistances.

 

Οι μετρήσεις των αντιστάσεων κατηγοριοποιούνται στις έξης τρεις υποκατηγορίες:

 

·         3 Element Resistance Test

Περιλαμβάνει τις μετρήσεις των αντιστάσεων μεταξύ Α - Β, Α - Γης, και Β – Γης.

 

·         4 Element Resistance Test

Αυτή η κατηγορία είναι ίδια με την προηγούμενη (3 Elements) με τη διαφορά ότι γίνεται και η μέτρηση της αντίστασης Α – Β με ανεστραμμένη την πολικότητα η οποία αναφέρεται και ως αντίσταση Β-Α ή Reverse Polarity Resistance.

 

·         5 Element Resistance Test

Περιλαμβάνει τις τιμές των αντιστάσεων μεταξύ Α - Β, Α - Γης, Β – Γης, Α – Μπαταρίας και Β – Μπαταρίας.

 

DC Loop Resistance

 

Η μέτρηση του DC Loop Resistance (αναφέρεται και ως RLOOP) έχει νόημα όταν το κύκλωμα είναι κλειστό. Σε περίπτωση ανοικτού κυκλώματος οι μέγιστες τιμές που περνούμε είναι συνήθως  της τάξεως των 4 ή 5 ΚΩ. Στην περίπτωση ανοικτού κυκλώματος (On-Hook) η μέτρηση των DC Resistances θεωρείται πιο αξιόπιστη μέθοδος. Σε περίπτωση που το DC Loop Resistance είναι χαμηλό (θεωρητικά κάτω από 4000Ω – πρακτικά κάτω από 1500Ω) η εκτίμηση του μήκους του βρόχου μπορεί να γίνει ως εξής:

Θεωρούμε το παραπάνω ισοδύναμο κύκλωμα της γραμμής μεταφοράς όπου Rloop το DC Loop Resistance, Rtr τα DC Resistances μεταξύ Α και Β (Tip και Ring), Rline η αντίσταση των καλωδίων και Rphone η συνολική αντίσταση των τερματικών συσκευών. Το μήκος του βρόχου υπολογίζεται από τον παρακάτω πίνακα με βάση τη διάμετρο των καλωδίων.

 

 

 

Ισχύουν οι σχέσεις: Rloop = Rphone + Rline

 

Επομένως το μήκος του βρόχου υπολογίζεται ως εξής: Μήκος = Rline / (2*Ro) όπου Ro η τιμή που προκύπτει από τον παραπάνω πίνακα.

 

Εμπέδηση

 

Η εμπέδηση στο βρόχο υπολογίζεται καθαρά μαθηματικά από την παράλληλη αντίσταση στο βρόχο (Resistance Insulation) και την χωρητικότητα (Capacitance A to B) από τον τύπο (Ζ = R // C) ή ισοδύναμα:

 

 

 

Feeding Current και Feeding Voltages

 

Για να μετρηθεί το ρεύμα τροφοδοσίας (Feeding Current), η τάση τροφοδοσίας (Feeding DC Voltages ή σκέτο Feeding Voltages) και η τάση κωδωνισμού (Feeding AC Voltages) το Test Head αποσυνδέεται από το βρόχο και συνδέεται απευθείας στην κάρτα (κατάσταση σχ. 3.3 όπως περιγράφεται στις καταστάσεις των διακοπτών). Σκοπός των μετρήσεων αυτών είναι να ελέγξουν πιθανά προβλήματα στην κάρτα και τη τροφοδοσία του συστήματος.

 

Έτσι για τον υπολογισμό του ρεύματος τροφοδοσίας (Feeding Current) το σύστημα ελέγχου της γραμμής συνδέεται απευθείας στην κάρτα του  και εξομοιώνει την κατάσταση off - hook για να μετρήσει το Feeding Current που μπορεί να δώσει η μπαταρία. Ο έλεγχος του Feeding Current δείχνει το αν και το κατά πόσο η μπαταρία του CO μπορεί να δώσει το απαραίτητο ρεύμα που χρειάζεται για να δουλέψει η γραμμή σε κατάσταση off - hook. Η τιμή αυτής της μέτρησης μπορεί να διαφέρει ανάλογα με το σύστημα και είναι συνήθως της τάξεως των 20 με 25mA.

 

Για τη μέτρηση των Feeding DC Voltages (συνήθως αναφέρονται σκέτα ως Feeding Voltages ή Battery Feed) το σύστημα ελέγχου της γραμμής αποσυνδέει τη γραμμή από το MDF και μετράει απευθείας την τροφοδοσία που μπορεί να δώσει η μπαταρία του CO. Συνήθως η τροφοδοσία της γραμμής γίνεται από τέσσερις μπαταρίες σε σειρά με την καθεμία από αυτές να προσφέρει από -12V, έτσι η αναμενόμενη διαφορά δυναμικού που θα πρέπει να δείξει η μέτρηση είναι της τάξεως των 48V.

 

Η μέτρηση τέλος των AC Voltages δείχνει το κατά πόσο η κάρτα μπορεί να αποδώσει την κατάλληλη AC τάση που απαιτείτε για τον κουδουνισμό. Τα Feeding AC Voltages διαφέρουν από σύστημα σε σύστημα, έτσι τυπικές τιμές για τα AC Voltages είναι της τάξεως των 75-100Vrms (σε μερικές περιπτώσεις και μικρότερες), συχνότητας συνήθως 20Hz (τυπικά από 16-50Hz), ανάλογα πάντοτε με το σύστημα και τις ρυθμίσεις του.

 

Ringer Equivalence Number Test

 

Ο έλεγχος αυτός μετράει την ποσότητα του Ringer Equivalence Number σε REN (REN ορίζεται η ποσότητα AC που απαιτείται για να κουδουνίσει η πρότυπη συσκευή της ΑΤ&Τ της δεκαετίας του 60). Με τον έλεγχο αυτό μπορούμε να διαπιστώσουμε αν υπάρχει συνδεδεμένη τηλεφωνική συσκευή στη γραμμή. Οι συνηθισμένες συσκευές προσθέτουν συνήθως περίπου 0.5 Ren στη γραμμή ενώ το φαξ περίπου 1, σε περίπτωση που δεν υπάρχουν συσκευές στη γραμμή η τιμή του REN είναι αρκετά χαμηλή (θεωρητικά κοντά στο 0).

 

Πρακτικά οι τιμές του REN για ανοικτούς βρόχους μπορούν να φτάσουν τo 0.3 με 0.4 ενώ οι σύγχρονες τηλεφωνικές συσκευές δίνουν συνήθως λιγότερο από 0.5 Ren. Ιδιαίτερη προσοχή θα πρέπει να δοθεί στις περιπτώσεις των μονοπόλων (High Resistance Patch) μιας και η μέτρηση του REN είναι υψηλότερης συχνότητας από αυτή του Line Test. Έτσι σε περιπτώσεις μονοπόλων (High Resistance Patch) η τιμή του REN μπορεί να φτάσει τo 0.5 με 0.6.

 

Trans-Hybrid Loss & Echo

 

Κατά τη μέτρηση του Trans-Hybrid Loss και Echo αποστέλλεται ένας τόνος στη γραμμή και μετριέται η απώλεια και η ηχώ από το αντανακλώμενο σήμα. Οι μετρήσεις του Loss και του Echo γίνονται σε dB.

 

Signal to Noise Ratio

 

Κατά τη μέτρηση του SNR της γραμμής μετριέται ο λόγος σήμα προς θόρυβος στη γραμμή, και η παραμόρφωση του σήματος με την εφαρμογή ένας δοκιμαστικού τόνου.

 

Cable Pair identify και Howler Tone

 

Δυο ακόμα σημαντικά εργαλεία που συμπεριλαμβάνονται σε αρκετά συστήματα ελέγχου μαζί με το Line Test είναι τo Cable Pair Identification και ο Howler Tone.

 

Σκοπός του Cable Pair Identification είναι να δώσει λύση σε καταστάσεις όπως αυτή ενός MDF όπου πολλά καλώδια βρίσκονται ατακτοποίητα και είναι δύσκολη η εύρεση του σωστού. Σε αυτή την περίπτωση το σύστημα μπορεί να στείλει σε μια συγκεκριμένη γραμμή έναν ειδικό τόνο και ο τεχνικός από την μεριά του μέσω ειδικού πάντοτε εργαλείου να ανιχνεύσει αυτόν τον τόνο. Η αποστολή του τόνου σταματάει αυτομάτως μόλις γίνει η ανίχνευση (όταν δηλαδή το κύκλωμα κλείσει) ή μετά από συγκεκριμένο χρονικό διάστημα που έχει προεπιλεγεί.

 

Το Howler Tone είναι ένας ειδικός τόνος που στέλνεται στους συνδρομητές όταν η γραμμή τους δεν έχει κλείσει σωστά και βρίσκεται σε κατάσταση parked. Ο τόνος αυτός αποστέλλεται ώστε να ειδοποιήσει τον συνδρομητή ότι η γραμμή του δεν έχει κλείσει σωστά και σταματάει αυτομάτως μόλις διαπιστωθεί αλλαγή στο status της γραμμής ή μετά από προκαθορισμένο χρονικό διάστημα.

 

Self Test

 

Τα περισσότερα συστήματα ελέγχου διαθέτουν μια σειρά αυτόματων εσωτερικών ελέγχων για τον έλεγχο της εύρυθμης λειτουργίας της κάρτας (τα λεγόμενα και ως Functionality, Inward, Internal ή Self Test). Τα αποτελέσματα αυτών των ελέγχων συνήθως δεν είναι αριθμητικά ή μόνο αριθμητικά αλλά λογικά, επιστρέφουν δηλαδή μια απάντηση αν ο έλεγχος ήταν επιτυχής η όχι. Οι κυριότερες κατηγορίες Self Test αναλύονται παρακάτω:

 

·         DC Feed Self Test

Ο έλεγχος αυτός μετρά την τροφοδοσία της γραμμής (DC Feed Voltages) και χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της σωστής λειτουργιάς της τροφοδοσίας της γραμμής. Το σύστημα επιστρέφει επίσης την τιμή της τάσης τροφοδοσίας (η φυσιολογική τιμή είναι από 42 μέχρι 54V).

 

·         On/Off Hook Self Test

Ο έλεγχος αυτός επιβεβαιώνει αν το κύκλωμα (δηλαδή η κάρτα) μπορεί να ανιχνεύσει το hook-off και hook-on event της γραμμής.

 

·         Ringing Self Test

Ο έλεγχος αυτός επιβεβαιώνει αν το κύκλωμα (δηλαδή η κάρτα) μπορεί να  εφαρμόσει την κατάλληλη τάση κουδουνισμού στη γραμμή.

 

·         Metering Self Test

Ο έλεγχος αυτός επιβεβαιώνει αν το κύκλωμα (δηλαδή η κάρτα) μπορεί να  αποστείλει παλμούς μέτρησης (metering pulse).

 

Specific Self Test

 

Τα περισσότερα συστήματα ελέγχου διαθέτουν μια σειρά διαδικασιών (εξωτερικών ελέγχων της γραμμής) λίγο διαφορετικών από τα κλασικά. Οι έλεγχοι αυτοί δεν είναι πάντοτε κοινοί για όλα τα συστήματα. Οι κυριότερες κατηγορίες αυτού του είδους παρουσιάζονται παρακάτω:

 

·         Arbitrary Single Tone Test

Η διαδικασία αυτή μετραει τη συχνότητα και την ισχύ ενός αυθαίρετου μοναδικού τόνου μεταξύ 0 και 4000Hz.

 

·         DTMF and Pulse Digit Test

Η διαδικασία αυτή ανιχνεύει  ένα DTMF ψηφίο, ένα παλμικό σήμα ή το πάτημα του flash στη γραμμή.

 

·         Receiver Hook-Off Test

Η διαδικασία αυτή επιτρέπει στη κάρτα έλεγχου να ανιχνεύει αν υπάρχει μια η παραπάνω συσκευές στο κύκλωμα σε κατάσταση Off-Hook.

 

·         Fuse Test

Η διαδικασία αυτή ελέγχει αν οι ασφάλειες μεταξύ του Tip και του Ring λειτουργούν σωστά.

 

·         PPA Test

Η διαδικασία αυτή ανιχνεύει αν υπάρχει PPA τερματική συσκευή στη γραμμή (470ΚΩ + δίοδος).

 

Line Testing και SELT

 

Σε αρκετές περιπτώσεις όπως για παράδειγμα κάποια πιθανή διακοπή κοντά σε κάποιο οριακό σημείο όπως το HDF, ο συνδυασμός POTS Line Testing και SELT μπορεί να δώσει ένα ακόμα καλύτερο αποτέλεσμα και να διευκολύνει στον ακριβή  εντοπισμό της θέσεως που βρίσκεται μια βλάβη. Παρόλο που οι έλεγχοι SELT και DELT ξεφεύγουν από τη σκοπιμότητα αυτού του κειμένου, παρακάτω γίνεται μια αναφορά και περιγράφεται η χρησιμότητα του ελέγχου SELT στην περίπτωση ενός απλού τύπου προβλήματος (της διακοπής σε κάποιο από τα frames του CO).

 

 

Όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα η μέτρηση του μήκους του βρόχου από τον έλεγχο SELT γίνεται από DSLAM ενώ αυτός του Line Test από το Access Node της τηλεφωνίας. Έτσι σε περίπτωση που το πρόβλημα (πιθανή διακοπή) βρίσκεται μετά το HDF1 και το Splitter, τα αποτελέσματα και των δύο ελέγχων θα πρέπει είναι κοινά.

 

Αντίθετα και στην περίπτωση που το πρόβλημα (πιθανή διακοπή) βρίσκεται από το Element ως το Splitter (HDF1) τα αποτελέσματα των δύο ελέγχων μπορεί να είναι εντελώς διαφορετικά. Αυτό αποτελεί πολλές φορές σοβαρή ένδειξη για το που ακριβώς βρίσκεται μια βλάβη (πριν ή μετά το HDF1) χωρίς να χρειάζεται τεχνικός επί τόπου για να το διαπιστώσει.

 

Τα παραπάνω ισχύουν μόνο σε περιπτώσεις υλοποίησης του διαχωρισμού στη ρεγκλέτα (Splitter στο HDF1) και δεν έχουν πρακτική εφαρμογή στις περιπτώσεις διαχωρισμού με Filter Card στο Access Node.

 

Καταστάσεις TE και ETSI TBR 021

 

Γενικά η τερματική συσκευή (Terminal Equipment) καθεξής (ΤΕ) μπορεί να βρεθεί σε δυο καταστάσεις, την on-hook και την off-hook. Ως on-hook (συναντιέται επίσης και ως idle, offline ή quiescent state) ορίζεται η κατάσταση εκείνη στην όποια το συνεχές ρεύμα (DC Current) που ρέει στη γραμμή διαμέσου του ΤΕ δεν είναι επαρκές ώστε να γίνει activation η πόρτα του AGW. Αντίστροφα ως off-hook (ή loop state) ορίζεται η κατάσταση στην οποία το DC current είναι επαρκές ώστε να γίνει activation η αντίστοιχη πόρτα.

 

Υποκαταστάσεις της on-hook είναι η “ringing state” κατά την οποία μια AC τάση κουδουνισμού εφαρμόζεται στην γραμμή και η “idle line signaling state” στην οποία η τερματική συσκευή δύναται να λαμβάνει η να στέλνει speech-band signaling χωρίς να βρεθεί όμως στην κατάσταση off-hook.

 

Τυπικά τα DC Resistances σε κατάσταση on-hook θα πρέπει να είναι το λιγότερο 1ΜΩ συμφωνά με το TBR 021 του ETSI (Justification: 91/263/EEC).

 

«Η σωστή λειτουργιά του PSTN απαιτεί το TE να έχει αρκετά υψηλή αντίσταση σε quiscent state ώστε να μην διαταράσσεται η βασική λειτουργιά και να προλαμβάνονται δυσλειτουργίες στο network control equipment. Το ρεύμα που ρέει από το ΤΕ όταν συνδέεται σε πηγή 100 VDC, 50 VDC ή 25 VDC, θα πρέπει να μην υπερβαίνει αυτό που θα έρεε από 1ΜΩ αντίσταση αν αντικαθιστούσε το ΤΕ. Αυτό το requirement εφαρμόζεται 30 δευτερόλεπτα μετά την εφαρμογή της τάσης.»

 

Εξαίρεση στο παραπάνω αποτελούν ειδικές περιπτώσεις ΤΕ που είναι σχεδιασμένες να εμφανίζουν πληροφορίες βασιζόμενες σε DTMF signaling. Σε αυτή την περίπτωση η DC εμπέδηση μπορεί να είναι της τάξεως των 100ΚΩ [ETSI ES 200 778].

 

Αναλύοντας τα αποτελέσματα

 

Ένα από τα βασικότερα κομμάτια στη μεθοδολογία ανεύρεσης ενός σφάλματος είναι η σωστή εύρεση της κατάλληλης κατάστασης που θα πρέπει να επιλεγεί ως βάση αναφοράς. Η βάση αναφοράς θα πρέπει να είναι μια κατάσταση με όσο το δυνατόν μικρότερες τιμές σε όλες τις χωρητικότητες (Capacitance) και όλες της άλλες μετρήσεις να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στις τιμές που ορίζονται ως Reference. Η κατάσταση αυτή θα πρέπει επίσης να δείχνει τη γραμμή όσο το δυνατόν περισσότερο ισορροπημένη (Balanced Line).

 

Μερικές βασικές παρατηρήσεις πάνω στο Line Test

 

• Ο εντοπισμός του σημείου στο οποίο βρίσκεται το σφάλμα μπορεί να γίνει με τη χρήση των χωρητικοτήτων C(A-G) και C(B-G).

 

• Διακοπή μπορεί να υφίσταται μόνο όταν τα Capacitance C(A-G) και C(B-G) είναι μικρότερα από αυτά μιας Reference και χωρίς συσκευές δοκιμής.

 

• Όπως προαναφέρθηκε η μέτρηση των C(A-G) και C(B-G) πραγματοποιείται εφαρμόζοντας AC τάσεις στην κεφαλή του ελέγχου, έτσι πρέπει να ήμαστε ιδιαιτέρα επιφυλακτικοί στους παραπάνω υπολογισμούς όταν υπάρχουν εξωτερικές τάσεις στη γραμμή ή επαφές.

 

• Όταν ένα από τα δύο ζεύγη φαίνεται κομμένο (μονόπολο) μπορεί να έχουμε υπηρεσίες Internet. Εκεί είναι χρήσιμος ο υπολογισμός της απόστασης μέσω των C(AG) και C(BG) για τον εντοπισμό της θέσεως αυτής.

 

• Πάντοτε υπάρχουν καταστάσεις στις οποίες είναι αδύνατος ο εντοπισμός της θέσεως του προβλήματος. Αυτές οι καταστάσεις ονομάζονται αμφίβολες (doubt). Σε αυτές τις καταστάσεις ακολουθείται μια προκαθορισμένη πολιτική και ενέργειες δράσης, τα αποτελέσματα των οποίων έχουν εξαχθεί στατιστικά μέσω της ανάλυσης του Line Test.

 

• Τα περισσότερα Line Test διαθέτουν ένα σύστημα διάγνωσης το οποίο όπως προαναφέρθηκε ακολουθεί κάποιους γενικούς κανόνες και βασίζεται στη στατιστική ανάλυση κάποιων προηγουμένων καταστάσεων. Η διάγνωση αυτή θα πρέπει να ακολουθείτε κυρίως στις doubt καταστάσεις.

 

Ποιότητα υπηρεσιών xDSL για τον εντοπισμό καλωδιακής βλάβης

 

Το Line Test σχεδιάστηκε για τον έλεγχο της τηλεφωνικής υπηρεσίας. Παρόλα αυτά αρκετές φορές είναι χρήσιμο και μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό ενός σφάλματος μιας υπηρεσίας xDSL. Για παράδειγμα κάποια σφάλματα μπορεί σε κάποιες περιπτώσεις να μην έχουν άμεση επίπτωση στην περίπτωση της τηλεφωνίας αλλά να ευθύνονται για την κακή ποιότητα των υπηρεσιών του DSL.

 

Το βασικό ερώτημα αυτής της παραγράφου είναι αν και πότε  μπορεί να συμβεί το αντίστροφο, δηλαδή οι ποιότητα των υπηρεσιών του xDSL να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό μιας δύσκολης στον ακριβή εντοπισμό της καλωδιακής βλάβης που αφορά όμως την τηλεφωνική υπηρεσία. Για όλα αυτά το ενδιαφέρον μας θα πρέπει να εστιαστεί στη σύνδεση του internet σε φυσικό επίπεδο, δηλαδή στην ποιότητα του συγχρονισμού και όχι κατά ανάγκη στην ποιότητα της υπηρεσίας αυτής καθεαυτής.

 

Σε περίπτωση για παράδειγμα της διακοπής του ενός πόλου του τηλεφωνικού κυκλώματος στις  συχνότητες της τηλεφωνίας (μονόπολο) είναι εφικτό να εξακολουθεί να υπάρχει η υπηρεσία του DSL. Στην περίπτωση αυτή υπάρχει σύνδεση των συσκευών με το όλο τηλεφωνικό κύκλωμα αλλά η μετάδοση των δεδομένων γίνεται κυρίως από τον ένα μόνο πόλο (ο δεύτερος χρησιμοποιείται μόνο για να κλείσει το κύκλωμα). Αυτό περιορίζει πλέον τις δυνατότητες της γραμμής περίπου στο μισό σε σχέση με την προηγούμενη κατάσταση, και αυτό γίνεται αντιληπτό όχι μόνο στην πραγματική ταχύτητα μεταφοράς των δεδομένων αλλά και στον έλεγχο την ώρα του συγχρονισμού. Πρακτικά σε περιπτώσεις που έχουμε μονόπολο (high resistance patch) η ταχύτητα συγχρονισμού είναι περίπου  η μισή και αυτό αφορά και τις δυο κατευθύνσεις.

 

Μονόπολο (High Resistance Patch) – xDSL Services

 

Σε περίπτωση διακοπής του ενός πόλου του τηλεφωνικού κυκλώματος (μονόπολο) στις συχνότητες της τηλεφωνίας, είναι εφικτό κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες να εξακολουθεί να υπάρχει η υπηρεσία του DSL. Αυτό συμβαίνει όταν το καλώδιο που μεταφέρει τα ring voltages κοπεί. To DSL μπορεί να εξακολουθεί να λειτουργεί πάνω από ένα καλώδιο – ενώ τα τηλέφωνα και τα αναλογικά modems όχι.

 

Το DSL μεταδίδεται σε διαφορετικές συχνότητες για upstream και downstream πάνω από τα δύο καλώδια (έτσι και παρόλο που είναι δυνατόν να έχουμε υπηρεσίες μόνο με τον ένα πόλο – χρειάζεται ζεύγος). Επομένως αν υπάρξει χαλαρή σύνδεση στο ένα καλώδιο (μονόπολο) επιτρέπει αυτές τις συχνότητες να μεταφερθούν, έτσι το DSL συνεχίζει να συγχρονίζει και να μεταφέρει δεδομένα μεταξύ του DSLAM και του modem του συνδρομητή, αλλά η ταχύτητα μεταφοράς μειώνεται. Σημειώνουμε επίσης ότι οι συσκευές του DSLAM και αυτή του router είναι ενεργειακά ανεξάρτητες.

 

Το dial tone απαιτεί κλειστό κύκλωμα το οποίο τροφοδοτείται από μια εξωτερική μπαταρία, έτσι τα τηλέφωνα απαιτούν εξωτερική ενέργεια. Το όλο τηλεφωνικό σύστημα τροφοδοτείται με τάση -48V (ring) στον ένα πόλο του κυκλώματος και η επιστροφή γίνεται μέσω του γειωμένου πόλου (tip). Η ομιλία τέλος μεταφέρεται ως συχνότητα η οποία απλά αλλάζει την τάση της γραμμής.

 

Επιγραμματικά το DSL μπορεί να δουλέψει γιατί στην πραγματικότητα είναι ένα AC current το οποίο μπορεί να κλείσει κύκλωμα όταν το καλώδιο (ο ένας πόλος) γειωθεί σε αντίθεση με το dial up το οποίο είναι DC current.

 

Τηλεφωνικό σύστημα - Tip και Ring - Reverse Polarity

 

Tip και Ring είναι οι δυο πόλοι ενός τηλεφωνικού κυκλώματος. Το tip είναι η γείωση (positive) και το ring είναι η μπαταρία (negative) του τηλεφωνικού κυκλώματος. Η γείωση είναι κοινή για το αστικό κέντρο της τηλεφωνικής εταιρίας (Telco). Η μπαταρία δίνει συνεχή τάση -48V (σε κατάσταση on hook), ενώ για την ειδοποίηση κλήσης (κουδουνισμός) - 90Volts AC συχνότητας 20Hz προστίθενται στα 48 DC.

 

Κατά τα πρώτα χρόνια της τηλεφωνίας η αντιστροφή της πολικότητας (Reverse Polarity) των τηλεφωνικών κυκλωμάτων δεν είχε σοβαρές συνέπειες στην ομαλή λειτουργία του τηλεφωνικού κυκλώματος. Μετά την εισαγωγή των Touch Tone τηλεφώνων (δεκαετία του 70) δημιουργήθηκε πρόβλημα στις εξερχόμενες κλήσεις μιας και ο τόνος παραγόταν ηλεκτρονικά, στα σύγχρονα όμως τηλέφωνα μια δίοδος εξαλείφει αυτό το πρόβλημα. Γενικός σήμερα και με ελάχιστες εξαιρέσεις (DID, T1) η αντιστροφή της πολικότητας δεν παίζει κανένα ρόλο στην ομαλή διεξαγωγή της τηλεφωνικής υπηρεσίας.

 

 

 

Oxidation Layer - Reverse Polarity Resistance

 

Η αντίσταση μόνωσης (Resistance Insulation) μετριέται όπως προαναφέρθηκε από το σύνολο του ρεύματος διαρροής (DC Current) που μετριέται από το Test Head. Αυτό μπορεί να γίνει είτε μετρώντας το ρεύμα διαρροής από το tip στο ring, είτε αντίστροφα με την αντιστροφή της πολικότητας (Reverse Polarity).

 

Σε φυσιολογικές πάντοτε συνθήκες θα πρέπει τα ρεύματα διαρροής, είτε αυτό της ορθής πόλωσης είτε αυτό της αντιστροφής να είναι περίπου τα ίδια και κατά συνέπεια ο υπολογισμός της αντίστασης μόνωσης (RI) να δίνει παραπλήσια αποτελέσματα. Σε περίπτωση όμως που οι δυο παραπάνω μετρήσεις δώσουν αρκετά διαφορετικά αποτελέσματα, δηλαδή η αντίσταση μόνωσης μεταξύ Α και B διαφέρει αρκετά από αυτής της αντίστασης μόνωσης μεταξύ Β και Α (Reverse Polarity Resistance) τότε αυτό δείχνει ότι η αντίσταση μεταξύ του tip και του ring έχει μη-γραμμικά χαρακτηριστικά. Αυτό συνήθως οφείλεται σε φαινόμενα οξείδωσης μεταξύ των δύο καλωδίων μιας και η συμπεριφορά της οξείδωσης είναι παρόμοια με το φαινόμενο της διόδου (semiconductor junction).

 

Resistance Contact (Αντίσταση Επαφής)

 

Τα περισσότερα και συνηθέστερα προβλήματα που προκύπτουν στην τηλεφωνία και το DSL παρουσιάζονται στα σημεία που ενώνονται τα καλώδια (στις συνδέσεις) είτε αυτές είναι στον κονέκτορα στο CO, το HDF, το MDF, το KV το Escalit ή την πρίζα του συνδρομητή. Το μυστικό μιας καλής γραμμής είναι μια σφικτή και καλή σύνδεση, αντίθετα σημαντικό πρόβλημα μπορεί να δημιουργήσει μια χαλαρή ή σκουριασμένη σύνδεση.

 

Οι συνδέσεις των σημείων αυτών γίνονται συνήθως μέσω ενός πολύ μικρού μεταλλικού υλικού (ραζίμ). Η αντίσταση αυτού του σημείου ονομάζεται αντίσταση επαφής και θα πρέπει να είναι σχεδόν 0 (δηλαδή τέλειο βραχυκύκλωμα). Αν στο σημείο της σύνδεσης υπάρχει χαλαρότητα ή σκουριά και αν η αντίσταση επαφής  αυξηθεί αρκετά (high resistance patch) τότε μπορούν να δημιουργηθούν σοβαρά προβλήματα στην γραμμή που ξεκινάνε συνήθως από αποσυνδέσεις στο DSL, θόρυβο στην τηλεφωνία και καταλήγουν κάποια στιγμή στο πλήρες νέκρωμα της γραμμής (μονοπολο) ή σε διακοπές στην τηλεφωνία (interrupted dropped calls).

 

Το φαινόμενο αυτό παρουσιάζει ομοιότητες με αυτό μιας ηλεκτρικής λάμπας που τρεμοπαίζει λόγο κάποιας κακής (χαλαρής σύνδεσης) μέχρι κάποια στιγμή να νεκρώσει εντελώς.

 

Degraded Contacts (Χαλαρές Συνδέσεις)

 

Ο συνηθέστερος έλεγχος που γίνεται στις βλάβες τις τηλεφωνίας και του xDSL είναι το POTS Line Test. Λόγο της φύσεως αυτού του είδους έλεγχου αλλά και του γεγονότος ότι ο έλεγχος γίνεται συνήθως σε ανοικτούς βρόχους (γραμμές σε on hook state) η αντίσταση επαφής και πιθανό πρόβλημα στις συνδέσεις δε φαίνεται μέσω του απλού POTS έλεγχου και αυτό γιατί όταν γίνεται μέτρηση του R αυτό που υπολογίζεται  είναι η μόνωση της γραμμής (Resistance Insulation) και όχι η ωμική αντίσταση της γραμμής (την οποία επηρεάζει η αυξημένη αντίσταση επαφής).

 

Στο σχήμα 1 φαίνεται το ισοδύναμο κατά ΒT κύκλωμα της παράλληλης γραμμής μεταφοράς (για POTS Line testing και τηλεφωνία η επαγωγή L μπορεί να αγνοηθεί γιατί είναι πολύ μικρή σε σχέση με το R σε αυτές τις συχνότητες). Το Line test αυτό που υπολογίζει δεν είναι η αντίσταση της γραμμής (το R=R/2 +R/2) αλλά το αντίστροφο της παράλληλης αγωγιμότητας (το RI=1/G), δηλαδή τη μόνωση της γραμμής για αυτό και αναφέρεται ως Resistance Insulation.

Στο παραπάνω σχήμα αγνοούμε την επαγωγή L που είναι αμελητέα στην τηλεφωνία (σημαντική όμως στο DSL) και παρουσιάζουμε το ισοδύναμο κύκλωμα για χαμηλές συχνότητες (τυπικά μικρότερες από 300Hz)  μαζί με τις συνδέσεις και την αντίσταση επαφής. Εάν υπάρχει κακή σύνδεση (υψηλή δηλαδή αντίσταση επαφής – high resistance patch) αυτό δεν μπορεί να φανεί στον κλασσικό Pots έλεγχο και αυτό γιατί αυτό που παίρνουμε πάντα είναι το συνολικό RI=1/Gολικό (τη συνολική μόνωση της γραμμής) και όχι το συνολικό R (πάντα για μετρήσεις με το κύκλωμα ανοικτό και σε on hook state).

 

Η τιμή της αντίστασης R είναι συνήθως της τάξεως των 290Ω/Km (τυπική τιμή της Fulgor για καλώδια διαμέτρου 0.4mm). Έτσι εάν για παράδειγμα η αντίσταση στο σημείο της σύνδεσης είναι 300Ω θα κάνει την γραμμή να “φαίνεται μεγαλύτερη” από ότι στην πραγματικότητα είναι κατά 300Ω (περίπου κατά 1 Km) χωρίς όμως κάτι τέτοιο να φαίνεται στο Line Test, αλλά θα αυξήσει την εξασθένηση της γραμμής και θα μειώσει την ταχύτητα του DSL.

 

Μεγαλύτερη τιμή στην αντίσταση επαφής (πχ της τάξεως των KΩ) μπορεί να κάνει την γραμμή να συμπεριφέρεται ως ανοικτό κύκλωμα στις συχνότητες της τηλεφωνίας και του Line Test, αλλά να επιτρέψει στο DSL να συγχρονίσει (χαμηλότερα από ότι θα το επέτρεπε η πραγματική απόσταση των καλωδίων). Αυτό είναι το γνωστό “μονοπολο” (high resistance patch) και αυτός είναι ο λόγος που το DSL μπορεί να συγχρονίσει ακόμα και σε περιπτώσεις που ο έλεγχος “δείχνει” τη γραμμή να τερματίζει με ένα μόνο καλώδιο.

 

Να επισημάνουμε τέλος ότι η επαγωγική αντίσταση της γραμμής είναι πολύ μεγαλύτερη της ωμικής στις υψηλές συχνότητες, για αυτό και στις περιπτώσεις αυτού του είδους επηρεάζεται περισσότερο η ταχύτητα συγχρονισμού στο Upstream από ότι η αντίστοιχη του Downstream.

 

Χωρητική και Επαγωγική Σύζευξη

 

Λόγο του γεγονότος ότι τα τηλεφωνικά καλώδια αποτελούνται από ομάδες καλωδίων, κάθε ζεύγος αλληλεπιδρά και τα γειτονικά του. Αυτό έχει ως συνέπεια την ύπαρξη χωρητικότητας, μόνωσης και επαγωγής σε σχέση πάντοτε με τα γειτονικά ζεύγη.

 

Ο μηχανισμός αυτός ονομάζεται χωρητική και επαγωγική σύζευξη και παρουσιάζεται αναλυτικότερα στο παρακάτω σχήμα. Οι μετρήσεις αυτού του είδους γίνονται πάντοτε σε σχέση με τη γη αναφοράς και αναφέρονται ως Tip to reference Earth και Ring to reference Earth (ή εν συντομία Α-γη και Β-γη).

 

Celerity 4TEL - LDU 100/FMU

 

Το σύστημα που θα παρουσιάσουμε είναι ο LDU 100/FMU της Teradyne που  χρησιμοποιείται για έλεγχο της γραμμής στα Litespan 1540 (LS1540) της Alcatel. Η αρχιτεκτονική λειτουργίας του Celerity 4TEL Line Test στο περιβάλλον του Litespan 1540 παρουσιάζεται στο παρακάτω σχήμα συμπεριλαμβανημένου του Litespan Management System (LMS) και των κατά τόπους Access Nodes (LS1540).

 

Το LMS 1353 παρέχει την πλήρη πρόσβαση και διαχείριση του Litespan 1540 (LS1540) και μέσω αυτού επικοινωνεί ο ελεγκτής του συστήματος TSC (Test System Controller)  για να πάρει πληροφορίες και να ζητήσει πρόσβαση για τον έλεγχο της γραμμής. Το LS1540 είναι το σύστημα στο οποίο τερματίζεται ο βρόχος.

 

 

Σχήμα 4. Celerity-4TEL Interfaces in Litespan 1540

 

SAP: Switch Access Port

SLP: Switch Learn Port

LMS: Litespan Management System

LS1540: Litespan cluster elements

FMU: Foreign Measurement Unit * (στα LS1540 αναφέρεται και ως Test Unit ή TACC)

MAX 2000B: Teradyne test bus selection matrix

 

Τα κομμάτια του LDU (Loop Diagnostic Unit) τοποθετούνται μέσα στο ίδιο το access node. Αυτά αποτελούν κεφαλές ελέγχου (Test Heads) όπως περιγράφονται στο κομμάτι “Line Test σε φυσικό επίπεδο” και διενεργούν μετρήσεις στη γραμμή κάτω από την εποπτεία του TSC (Test System Controller). Να σημειώσουμε επίσης ότι ένας LDU (όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα) αντιστοιχεί σε τέσσερα Elements.

 

Το learn transaction μεταξύ του TSC και του LMS 1353 γίνεται μέσω του SLP (Switch Learn Port) κατά τη διάρκεια του οπoίου ο controller ζητάει και παίρνει δεδομένα από τον LMS τα οποία και καταχωρεί στη βάση του.

 

Οι τύποι του ελέγχου που μπορεί να εκτελέσει το LDU μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο κατηγορίες:

 

• Tο Metallic Test

• και το Switch Internal Test (EMEAS Test)

 

Το Metallic Test πραγματοποιείτε από τον LDU. Ο TSC ξεκινάει τη διενέργεια του ελέγχου ζητώντας  πρόσβαση από τον LMS μέσω του Switch Access Port (SAP). Όταν ο LMS διαπιστώσει πως υπάρχει πρόσβαση στη γραμμή επικοινωνεί με τον TSC και εκείνος με τη σειρά με τον LDU ο οποίος πραγματοποιεί τον έλεγχο στη γραμμή. Τέλος ο TSC επικοινωνεί και πληροφορεί τον LMS πότε ο έλεγχος έχει ολοκληρωθεί και η γραμμή πρέπει να απελευθερωθεί. Στην περίπτωση του ελέγχου μέσω LDU ο LMS 1353 αναγνωρίζει δύο είδη ελέγχων:

 

1)       Το Dry Loop Test το οποίο δίνει στον LDU τη δυνατότητα να πραγματοποιήσει τις απαραίτητες AC και DC μετρήσεις στη γραμμή (Parametric Test),

 

2)       και το External Test το οποίο δίνει τη δυνατότητα στο LDU να ζητήσει Dial Tone από την κάρτα για τον απαιτούμενο  Dial Tone έλεγχο (Functional Test).

 

Κατά τη διάρκεια του metallic test, το switch περιλαμβάνει τετρασύρματη πρόσβαση (όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα) με αποκοπή της γραμμής προς το MDF και προς την κάρτα για τη διενέργεια των κατάλληλων ελέγχων (όπως περιγράφεται στην ενότητα Line Test σε Φυσικό επίπεδο).

 

Σχήμα 4. Test Bus Cable

 

Το switch internal test (EMEAS Test) πραγματοποιείται από το  switch test unit (FMU), κατά τη διάρκεια του οποίου ο FMU πραγματοποιεί συγκεκριμένες μετρήσεις που έχουν ζητηθεί από τον TSC για τη συγκεκριμένη γραμμή. Το ενσωματωμένο switch στη μονάδα ελέγχου της γραμμής αναφέρεται με τον γενικό όρο Foreign Measurement Unit (FMU). Το FMU test έχει περιορισμένες δυνατότητες και δεν παρέχει ολοκληρωμένη εικόνα της γραμμής όπως το metallic test.

 

Οι κωδικοποιήσεις τέλος των μεγεθών για τα LS1540 έχουν ως εξής:

 

Measurement Codes:                                           Configuration Codes:

 VA: AC voltage (mV)                                              a: A-leg to B-leg (aTOb)

 VC: DC voltage (mV)                                             b: A-leg to earth (aTOearth)

 AC: AC current (mA)                                             c: B-leg to earth (bTOearth)

 CC: DC current (mA)                                             d: A-leg to battery (aTObattery)

 RI: Resistance Insulation (Ω)                                  e: B-leg to battery (bTObattery)

 CA: Capacitance (nF)                                            h: B-leg to A-leg (bTOa)

 FV: Feed voltage (mV)

 FC: Feed current (mA)

 

Έτσι για παράδειγμα η ένδειξη RIc: υποδουλώνει την τιμή της μετρούμενης από το σύστημα αντίστασης μόνωσης (Insulation Resistance) μεταξύ B-leg και της γης αναφοράς (bTOearth) σε (Ω).

 

Κατηγορίες προβλημάτων – Troubleshooting Guide

 

Τo βασικό troubleshooting σε διάφορους τύπους LDU (Loop Diagnostic Unit) δεν διαφέρει επί της ουσίας και είναι για όλα τα Access Nodes το ίδιο. Οι τιμές των ηλεκτρικών μεγεθών μπορεί σε κάποιες περιπτώσεις να διαφέρουν (καθώς χρησιμοποιούν διαφορετικές συχνότητες για τον έλεγχο της γραμμής) επόμενος αλλάζουν και τα στατιστικά αποτελέσματα της διάγνωσης – παρόλα αυτά η μεθοδολογία και η ουσία του ελέγχου είναι κοινή. Φυσικά υπάρχουν πάντα και οι ιδιαιτερότητες των συστημάτων.

 

·         Διακοπή

Διακοπή στο βρόχο έχουμε όταν ένα ή δύο από τα καλώδια του ζεύγους δεν τερματίζει στις εγκαταστάσεις του πελάτη. Η περίπτωση που ένα μόνο από τα δύο καλώδια φαίνεται να έχει υποστεί διακοπή ονομάζεται “μονόπολο” και εξετάζεται χωριστά. Στην κατάσταση της πλήρους διακοπής ο συνδρομητής δεν έχει καθόλου υπηρεσίες (ούτε internet – ούτε τηλεφωνία) και καλώντας τον πελάτη ακούγεται κανονικά τόνος κουδουνίσματος αλλά στον πελάτη δε φτάνει ποτέ η κλήση. Τα αποτελέσματα του ελέγχου θα πρέπει να είναι ακριβώς τα ίδια σε όλες τις παραμέτρους (χωρητικότητες, αντιστάσεις, εξωτερικές τάσεις, κοκ) αν γίνει έλεγχος με και χωρίς συσκευές.

 

·         Το modem συγχρονίζει

Εάν γνωρίζουμε ότι στο συνδρομητή λειτούργει η υπηρεσία του DSL τότε γνωρίζουμε ότι η γραμμή τερματίζεται (τουλάχιστον ο ένας πόλος) στις εγκαταστάσεις του. Η πληροφορία αυτή είναι πάρα πολύ σημαντική για την σωστή διάγνωση της βλάβης και σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει να χρησιμοποιείται μια εντελώς διαφορετική διαδικασία. Αυτό που μας ενδιαφέρει είναι η πληροφορία ότι η γραμμή τερματίζεται και όχι απαραίτητα αν ο συνδρομητής συνδέεται στο internet.

 

·         Βραχυκύκλωμα

Ως βραχυκύκλωμα ορίζεται η ένωση δύο σημείων με διαφορετικό δυναμικό με μηδενική μεταξύ τους αντίσταση. Στην περίπτωση του βραχυκυκλώματος (βραχυκύκλωμα εξ ορισμού) δεν μπορεί να υπάρξουν σε μια γραμμή κανενός είδους υπηρεσίες (ούτε τηλεφωνίας – αλλά ούτε και DSL). Παρόλα αυτά υπάρχουν καταστάσεις που αναφέρονται καταχρηστικά σαν “βραχυκυκλώματα”. Σε μερικές από αυτές τις καταστάσεις μπορεί να υπάρξουν υπηρεσίες DSL γιατί στην πραγματικότητα δεν είναι βραχυκυκλώματα (με τη στενή έννοια του όρου) παρόλα αυτά δημιουργούν σοβαρά προβλήματα στη γραμμή.

 

·         Διαρροή

Ως διαρροή χαρακτηρίζεται η επαφή ενός αγωγού με ένα εξωτερικό μεταλλικό αντικείμενο (συνήθως γειτονικό αγωγό). Στην περίπτωση της διαρροής υπάρχει επίσης διαρροή ηλεκτρικής ενέργειας από τον έναν αγωγό στον άλλο η οποία πολλές εμφανίζεται στην μέτρηση ως εξωτερική τάση.

 

Ακρωνύμια

 

·         AC:          Alternating Current

·         AGW:       Access Gateway

·         CO:          Central Office

·         DC:          Direct Current

·         DELT:      Dual Ended Loop Test (Line Test)

·         DSL:        Digital Subscriber Line

·         ETSI:       European Telecommunications Standards Institute

·         FDR:       Frequency Domain Reflectometry

·         FMU:       Foreign Measurement Unit

·         GR:          Generic Requirement

·         HDF:       High Density Frame

·         hiX:          Access Products in Surpass Family

·         ISDN:      Integrated Services Digital Network

·         LDU:        Loop Diagnostic Unit

·         LMS:        Litespan Management System

·         LS1540:   Litespan 1540

·         MALC:     Multi Access Line Concentrator

·         MDF:       Main Distribution Frame

·         MELT:     Metallic (Ended) Line Test

·         POTS:     Plain Old Telephone Service (or System)

·         REN:       Ringer Equivalence Number

·         RI:           Resistance Insulation

·         RLOOP:   Loop Resistance

·         RUO:       Reference Unbundling Offer

·         SELT:      Single Ended Loop Test (Line Test)

·         SNR:       Signal to Noise Ratio

·         TBR:        Technical Basis for Regulation

·         TDR:       Time Domain Reflectometry

·         TR:          Technical Reference

·         TSC:        Test System Controller

·         VoIP:       Voice Over IP

Βιβλιογραφία

 

[1] Golden 2007 - Chapter 5: Evolving Test and Provisioning from POTS to xDSL Services (Roger Faulkner, Ken Kerpez, and Philip Golden) from Implementation and Applications of DSL Technology (2007) - Philip Golden, Hervé Dedieu and Krista S. Jacobsen.

[2] Golden 2006 - Chapter 1: Overview of the POTS Environment - Signals and Circuits (Philip Golden and John Cook) from Fundamentals of DSL Technology (2006) - Philip Golden, Hervé Dedieu and Krista S. Jacobsen.

[3] Golden 2006 - Chapter 2: The Copper Channel Loop Characteristics and Models (Hervé Dedieu) - from Fundamentals of DSL Technology (2006) - Philip Golden, Hervé Dedieu and Krista S. Jacobsen.

[4] ITU-T G.996.1: Digital Transmission Systems – Digital Sections and Digital Lines System – Access Networks (1999).

[5] ITU-T G.997.1: Digital Sections and Digital Line System – Access Networks, Physical Layer Management for Digital Subscriber Line (DSL) transceivers (1999).

[6] TR-286: Testing of Metallic Line Testing (MELT) Functionality on xDSL Ports Issue 1 (2012).

[7] European Telecommunications Standards Institute (ETSI) - TECHNICAL BASIS for REGULATION TBR 021 (1998).

[8] Celerity 4TEL - LDU 100/FMU Alcatel Litespan 1540 Interface Guide (2007).

[9] Tomi Engdahl: Telephone line audio interface circuits (1996-2001).

[10] Telcordia Generic Requirement Sequence 909 (GR-909-CORE).

[11] Alcatel-Lucent 5530 Network Analyzer User Guide, Release 5.2 (2007)

[12] Siemens: SURPASS hiX IP-DSLAM Operate CLI Issue 8.

[13] Zhone: MALC Hardware Installation Guide (2008).

[14] Copper Testing for ADSL/2/2+, Qualification and Troubleshooting of the Local Loop - JDSU White Paper.

[15] RUO 2010 Προσφορά Αναφοράς ΟΤΕ - Αδεσμοποίητη Πρόσβαση στον Τοπικό Βρόχο και Σχετικές Υπηρεσίες (2010).

[16] Σύγχρονο Τηλεπικοινωνιακό Σύστημα Δομημένης Καλωδίωσης - Δημήτρης Φιλλίπου (2001).

[17] Ασύρματα Ηλεκτρονικά Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα: Κεφάλαιο 7  (Γραμμές Μεταφοράς) - Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πανεπιστημίου Πατρών - Γεώργιος Αλεξίου.