Úvod do laboratorních úloh

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