3.cvičení Úvod do laboratorních měření Základní měření PCM 1.řádu - měření zkreslení Ing. Bc. Ivan Pravda
1
Měření útlumového zkreslení -
Útlumové zkreslení → vyjadřuje frekvenční závislost útlumu telefonního kanálu:
DA f ( f ) = A( f ) - A(1020) -
Kmitočtová závislost útlumu je normována vzhledem ke vztažnému kmitočtu 1020 Hz, na němž charakteristika prochází nulou, pak:
DA f ( f ) = Lm1 ( f ) - Lm 2 ( f ) - ( Lm1 (1020) - Lm 2 (1020)) -
Vstupní úroveň udržujeme konstantní → Lm1(f) = Lm1(1020) = konst., pak:
DA f ( f ) = Lm 2 (1020) - Lm 2 ( f ) -
Měří se při úrovni harmonického signálu -10 dBm0 (0 dBm0) na 600 Ω 2
Měření útlumového zkreslení
3
Měření útlumového zkreslení
4
Měření útlumového zkreslení – postup měření 1. 2.
Ujasnění metodiky a postupu měření Kalibrace přístrojů → měřič úrovně (rozsah 650 kHz (-50 dB)), generátor (LF 6,5 kHz), kalibrace v poloze označené ADJUST I (nulová výchylka) Ověření funkce → vyzkoušet přímé propojení generátor-měřič Nastavení parametrů generátoru a rozsahů měřiče podle očekávaných hodnot (impedance 600 Ω Þ impedanční přizpůsobení (dBu → dBm), kmitočet, úroveň hrubě-jemně)
3. 4. -
5. 6. 7.
hodnota na stupnici v dB odpovídá dBu !!! naměřená hodnota je součtem údaje na stupnici a údaje na přepínači (dělič) dbát na impedanční přizpůsobení stanovit hodnotu útlumu na f = 1020 Hz → 0 dBr (vstup kanálu) → místo s relativní úrovní 0 dBr (-10 dBm0)
Připojení měřeného objektu → vlastní měření Zpracování naměřených hodnot → tabulka, výpočty, graf ∆Af(f) Vyhodnocení naměřených hodnot → srovnání s tolerančními mezemi dle ITU-T, resp. jmenovitými hodnotami) → přesah jediné hodnoty do oblasti toleranční masky → nevyhovující telefonní kanál z hlediska útlumového zkreslení 5
Měření kvantizačního zkreslení -
Kvantizační šum – typický parametr pro systémy pracující se signály PCM → velikost je daná způsobem digitalizace analogového signálu, resp. počtem kvantizačních stupňů a jejich rozložení Kvantizační zkreslení nelze prakticky samostatně zjistit → působení dalších negativních faktorů (fázové chvění, chyby při přenosu, skluzy, apod.) Celkové zkreslení – kvantizační zkreslení je jeho nejpodstatnější složkou Parametr odstup od celkového zkreslení AS/T je dán rozdílem úrovně užitečného signálu LmS a úrovně šumového pseudonáhodného signálu LmT, který vzniká v důsledku celkového zkreslení:
AS / T = LmS - LmT -
PS = 10 × log PT
Při vlastním měření je hodnota AS/T dána rozdílem nastavené hodnoty na přepínači a příslušné hodnoty výchylky na měřiči úrovně a provádí se při hodnotě -10 dBm0 na vstupu kanálu → největší odstup od kvantizačního zkreslení 6
Měření kvantizačního zkreslení
7
Měření kvantizačního zkreslení
8
Měření kvantizačního zkreslení
9
Měření kvantizačního zkreslení – postup měření 1. 2.
Ujasnění metodiky a postupu měření Nastavení parametrů generátoru a rozsahů měřiče podle očekávaných hodnot Připojení měřeného objektu → vlastní měření (2 kroky)
3. -
4. 5.
na přijímači S+Q – celkový signál – nastavení vztažné hodnoty „0“ potenciometrem „Šum“ (umístěn pod stupnicí) na přijímači Q – odstup od kvantizačního šumu → rozdíl číselného údaje na přepínači a výchylky na měřidle (měří se pro úrovně v rozsahu -55 až 3 dBm0 (krok 5 dB) nastavované přímo tlačítkovými přepínači
Zpracování naměřených hodnot → tabulka, výpočty, graf AS/N(f) Vyhodnocení naměřených hodnot → srovnání s tolerančními mezemi dle ITU-T G.712, resp. jmenovitými hodnotami) → přesah jediné hodnoty do oblasti toleranční masky → nevyhovující telefonní kanál z hlediska kvantizačního zkreslení
10
Úvod do laboratorních měření Digitální přenosové systémy a účastnické přípojky ADSL
11
ADSL - charakteristika
12
ADSL - charakteristika
- FDD (Frequency Division Duplex) – metoda frekvenčního dělení s vyhrazenými pásmy - EC (Echo Cancellation) – metoda potlačení ozvěny → možnost překrytí pásem 13
ADSL - charakteristika
- příchozí data tvoří ADSL rámec → vybavení rámce CRC → detekce chyb → skramblování signálu a zabezpečení signálu (FEC – Forward Error Correction) pro následnou korekci chyb v přijímači → rozdělení jednotlivých bitů ADSL rámce na subbloky, kterým jsou přiřazeny jednotlivé nosné → pro zajištění detekce stavů při mnohastavové modulaci Þ mřížkové kódování (TC – Trellis Code) – přidružení redundantního bitu k posloupnosti signálových prvků → QAM modulace (pro kombinaci přenášených bitů se vypočte stav reprezentovaný komplexním číslem (2 až 15 bitů Þ 32768 stavů), vm = 4 kBd, vp = 60 kbit/s/subkanál → → z frekvenční oblasti se signál převede do časové oblasti na sled vzorků 14
Měření ADSL -
Nastavení modemů (bridge mode):
-
Hyperterminál – COM 1, rychlost 9,6 kbit/s (pass: 1234) -
Protokol: RFC1483 (Ethernet over AAL5 – ATM) Mx: LLC, ATM VPI=0, VCI=33 připojit vedení menu Maintenance/System Status → zjištění přenosové rychlosti (UpStream, DownStream): -
-
(WAN ADSL chandata, linedata near, linedata far) připojit Ethernet
WEB prohlížeč (172.16.16.5x – admin/1234) -
Maintenance/System status/Show statistics → zjištění přenosové rychlosti (UpStream, DownStream) Diagnostic/DSL line/UpStream + DownStream (Noise Margin – NM) → → zpracování zjištěných hodnot 15
Měření ADSL – zpracování naměřených hodnot -
Graficky zpracovat následující závislosti a vypočítat vp’ a vp’’ -
-
bi = f(i), bi = f(fi), SNRi[dB] = f(i) a SNRi[dB] = f(fi)
Pro směr DownStream, tzn. pro i=<64; 255> → výpočet frekvence pro jednotlivé nosné:
f i = i × 4,3125 [kHz ]
æ SNRi ö bi = log 2 ç1 + ÷ 38 ø è
-
SNRi[dB] = ? →
-
POZOR! – ve výše uvedeném vztahu je SNRi bezrozměrné, nutný přepočet dle následujícího vztahu:
SNRi [dB ] = 10 × log10 SNRi [-]
16
Měření ADSL – zpracování naměřených hodnot -
Stanovení přenosových rychlostí vp’ a vp’’ (pro vm = 4 kBd)
-
vp – přenosová rychlost změřená pro data
-
vp’’ – přenosová rychlost změřená pro data + záhlaví a FEC
-
vp’ – přenosová rychlost změřená pro data + záhlaví a FEC + TC
vp < vp ''< vp ' 255
v p ' = vm × å bi 64 255
v p ' ' = vm × å (bi - 1)
jen pro bi > 0
64
17
