Диагностика кабельных линий

Hарушения нормального функционирования кабельных систем на базе витой пары могут быть вызваны грубыми ошибками при монтаже, скрытыми дефектами конструкции кабеля и повреждением во время его прокладки, процессами старения самих витых пар и арматуры кабельных линий связи, а также другими причинами.

ОСНОВНЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ВИТОЙ ПАРЫ И ИХ ПРИЧИНЫ

К явным недостаткам монтажа относятся ошибки соединения жил витых пар в кроссах АТС, на стыках строительных длин, в распределительных шкафах и коробках, удаленных терминалах и т. д. Ниже приведены описания, а также устоявшиеся англоязычные названия дефектов, используемые в различных измерительных приборах для индикации типа неисправности.

В соответствии с принятой терминологией, две пары, в которых нарушен правильный порядок подключения жил, называются расщепленными (split). Признаками расщепленных пар могут быть увеличенный резистивный и емкостной дисбаланс.

Неправильно смонтированная витая пара, где прямой и обратный провода переставлены местами, называется перевернутой, или скрещенной (reversal). В таком случае провод tip (T) подключен к минусу станционной батареи, а провод ring (R) — к ее плюсу. Подавляющая часть терминального оборудования (в том числе все телефонные аппараты) имеет защиту от нарушения полярности станционной батареи. Но в кабельных линиях СКС порядок подключения жил витой пары по-прежнему крайне важен.

Наконец, две витые пары с ошибочным подключением к зажимам терминала называются транспонированными парами (transposition). На телефонной сети такой дефект монтажа приведет к подключению неверного номера. В случае же СКС подключенное к линии оборудование может оказаться неработоспособным.

К основным скрытым дефектам кабельных линий связи относится некачественный монтаж муфт и сростков жил на стыках строительных длин. В первом случае нарушается герметичность оболочки кабеля и возникает опасность его намокания, а для второго характерно появление плохих контактов (partial open) и даже обрыв жил витой пары (open). К таким же результатам приводит коррозия контактов кроссовых устройств и некачественная кроссировка.

Дефекты и пробои изоляции жил, влага в кабеле и загрязнение терминалов нередко ведут к замыканию жил пары между собой. Замыкание может быть низкоомным (short) или высокоомным (partial short). Еще один аналогичный вид дефектов витой пары — замыкание на землю одной или нескольких ее жил (ground). Причем контакт жилы с землей совсем не обязательно будет находиться недалеко от места повреждения изоляции жилы — электрический путь от проводника жилы к земле пройдет через экран кабеля, металлические элементы конструкции терминалов и несущие элементы кабеля.

Замыкание случается и между жилами двух различных пар, причем замкнуты могут быть как одноименные, так и разноименные жилы (cross и battery cross, соответственно). Такой вид дефектов приводит к наличию постороннего напряжения на линии, переходным явлениям, ослаблению сигнала. На телефонной сети возможен эффект постоянного сигнала готовности станции на линии.

Естественный процесс старения витой пары проявляется в виде увеличения вносимого ею затухания вследствие ухудшения диэлектрических свойств изоляции витой пары. Поэтому при проектировании ЦСП, включая и линии xDSL, должны быть предусмотрены повышенные запасы по вносимому затуханию.

При идентификации неисправностей пары всегда нужно иметь в виду, что ее дефекты могут быть множественными (несколько однотипных дефектов) или комбинированными (несколько разнотипных дефектов), а показания приборов при измерениях с различных сторон могут существенно отличаться.

Как уже упоминалось, источниками помех витой пары служат внутренние и внешние помехи кабеля. К основным источникам внутренних помех относят соседние витые пары того же кабеля, а к основным источникам внешних помех — помехи от сети переменного тока и атмосферные явления, включая разряды молнии и радиопомехи.

Эффективность подавления внешних помех, и в первую очередь гармоник сети переменного тока, обеспечивается тремя механизмами:

• высокой степенью симметрии витой пары;
• целостностью оболочки кабеля, служащей экраном;
• высококачественным периодическим заземлением экрана вдоль кабельной линии.

Нарушение нормальной работы любого из них может стать причиной повышенных шумов витой пары. Более того, даже при высоком качестве симметрии нарушение целостности экрана кабеля и/или дефекты его заземления способны привести к появлению сильных шумов в абонентской линии.

В подавляющем числе случаев следствием всех нарушений нормальной работы витой пары является уменьшение затухания ее асимметрии — именно оно, вследствие различных причин, делает витую пару практически беззащитной перед всеми помехами как со стороны соседних пар той же кабельной линии связи, так и со стороны внешних источников помех.

При обследовании витой пары, где обнаружена сильная помеха, важно понять характер последней: в частности, постоянен ли ее уровень. Зависимость уровня помехи от времени дня, погоды и сезона почти наверняка указывает на то, что причина кроется в режиме работы сети переменного тока, а также дефектах оборудования этой сети.

С первого взгляда может показаться непонятным, почему, например, уровень помех витой пары возрастает в жаркую летнюю погоду и остается в пределах нормы в прохладные дни. Ответ, однако, прост — в жару увеличивается нагрузка на сети переменного тока в результате массового использования вентиляторов и кондиционеров, а вместе с ней и число низкочастотных помех, индуцированных в витых парах сетью переменного тока. Сказанное, разумеется, относится и к сильным морозам, когда повсеместно включаются обогреватели. Точно так же на уровень помех влияют время суток и дни недели. Поэтому при оценке причины поступившей от абонента жалобы следует обязательно выяснить, является ли нарушение нормальной работы витой пары постоянным или возникает лишь периодически.

В большинстве случаев появляющаяся время от времени сильная помеха — следствие изменения нагрузки сети переменного тока или режима работы таких ее элементов, как конденсаторные регуляторы косинуса, которые работают в режиме периодического автоматического включения.