Srpski / Arhiva brojeva / TREĆI BROJ / VELIMIR ŠĆEPANOVIĆ, ÐURA KOPITOVIĆ: Kriterijumi za definisanje kategorije DSL kablova i kapitala mreža za pristup (referentna i realna eksploataciona frekvencija simetričnih parica)
SADRŽAJ
U radu, autori analiziraju uticaj preslušavanja između parica zvezda četvorke na bližem kraju na zbirnu snagu preslušavanja između parica na bližem kraju unutar A grupe kao dominatnog ograničavajućeg faktora frekvencijske raspodele zbirne snage preslušavanja na bližem kraju kod višeparičnog kablovskog jezgra. Predlažu da se kao standardi za proveru kvaliteta fabričkih kablovskih dužina kod DSL kablova i širokopojasnih mreža za pristup uvedu dva pojma:
a. referentna frekvencija parica kod fabričkih dužina višeparičnog DSL kabla (fr)
b. eksploataciona (realna radna) frekvencija širokopojasne mreže za pristup (fe)
1. UVOD
Ne tako davno, simetrične parice u pristupnim mrežama su nalazile primenu za govorni servis, a najčešće sa prostornom raspodelom kanala. Prenos analognih signala kao nosilaca govorne informacije pratio je i prenos službenih diskretnih signala. Vreme eksploatacije parica u toku 24h je bilo zanemarljivo, a koristio se opseg frekvencija 0,3-3,4KHz. NF kablovi i kablovski pribor ugrađeni u ovim mrežama atestirani su na 800Hz. Tokom više decenija, vreme i frekvencijski opseg eksploatacije simetričnih parica u mreži bili su zanemarljivi u odnosu na mogućnosti.
Razvoj xDSL sistema i potreba za sveobuhvatnim tripl-plej paket servisom zahteva od mreža izgrađenih sa simetričnim paricama vremenski stabilnu raspodelu slabljenja (u daljem tekstu Attn) i zbirne snage preslušavanja na bližem kraju (u daljem tekstu PSNEXT) u opsegu realne eksploatacione frekvencije do 107Hz.
Ova konstatacija nameće zaključak da je za procenu kapitala mreža za pristup izgrađenih sa višeparičnim kablovima najznačajniji parametar realna eksploataciona frekvencija parica u pretplatničkim petljama. Autori predlažu da Telekom Srbija, kao operator, kod procene kapitala mreža za pristup uvede pojam: dobitak digitalnih kola u mreži. Isti bi odredila dva parametra:
-apsolutni dobitak digitalnih kola
-relativni dobitak digitalnih kola
Iz gore navedenog, autori predlažu da se, kao standardi kod provere kategorije DSL kablova i širokopojasnih mreža za pristup, uvedu dva pojma:
a.referentna frekvencija parica kod fabričkih dužina višeparičnog DSL kabla (fr)
b.realna eksploataciona frekvencija širokopojasnih mreža za pristup (fe)
2.UTICAJI IZMEĐU PARICA UNUTAR A GRUPE
Na početku trećeg milenijuma, kada se u svetu planiraju širokopojasne mreže za pristup sa xDSL sistemima, podela bakarnih kablova na niskofrekvencijske, visokofrekvencijske i kombinovane gubi smisao. Po pravilu, mreže za pristup u „zadnjem koraku“ se planiraju kablovima za širokopojasni pristup kategorije 1, 2 i 3 po IEC 62255 (u daljem tekstu DSL kablovi).
U opsegu eksploatacionih frekvencija xDSL sistema, normirane vrednosti frekvencijske raspodele PSNEXT1 i zbirne snage odnosa signal/zbirna smetnja na daljem kraju (u daljem tekstu PSELFEXT) između simetričnih parica u višeparičnom DSL kablu, postižu se unapređenjem kablovskih konstrukcija kroz tehnološke procese /upotrebu adekvatnih kablovskih mašina, posebno u pogledu izrade izolacije provodnika, elemenata uvrtanja (parica/četvorki) i izbora formacije A grupe/.
Planiranju izgradnje širokopojasnih mreža sa xDSL sistemima prethodi skeniranje fabričkih kablovskih dužina (posebno završnih i glavnih kablova) električnim signalima koji imaju amplitudu i spektralnu strukturu kojom može da se simulira linijski kod xDSL sistema koji operator planira da implementira. Kod izgrađenih NF mreža, skeniranje mreže omogućava da se definišu eksploataciona frekvencija do izvoda i brzina prenosa u pretplatničkoj petlji. U oba slučaja, najznačajniji parametri su slabljenje parica (Attn) i PSNEXT, kao i normirana vrednost odnos signal/zbirna smetnja (u daljem tekstu PSACR2) za planirani xDSL sistem.
Na frekvencijsku raspodelu PSNEXT-a i PSELFEXT-a u kablovskom jezgru, Slika 1, dominantan uticaj ima raspodela elektromagnetnih sprega između parica unutar A grupe, Slika 2. Veličina PSNEXT-a i PSELFEXT-a zavisi od konstruktivnih homogenosti provodnika i omotača provodnika, koraka uvrtanja parica i formacije A grupa, Slika 3a,b,c, od kojih se obrazuju D sektori, Slika 4, odnosno kablovsko jezgro.
Slika 1. Oblici uticaja unutar A grupe (PSNEXT, PSFEXT i PSELFEXT)
Slika 2. Uticaj (n-1) ometajućih parica na n-tu ometanu paricu unutar A grupe (n=10)
Slika 3. Poprečan presek formacija A grupa
(a) A=(2+8)x2, (b) A=(3+7)x2, (c) A=(3x2)+(3x2)+(4x2)
Slika 4. Poprečan presek D sektora (100x2); /D=(3+7)xA/
3. REFERENTNA I REALNA EKSPLOATACIONA FREKVENCIJA PARICA
Operatori telekomunikacionih usluga koji u poslednjem koraku, kako NF tako i širokopojasnih mreža, planiraju da ponude sveobuhvatni tripl plej servis, kako bi odredili referentnu i realnu eksploatacionu frekvenciju parica u pretplatničkoj petlji (brzina prenosa) kod višeparičnog kablovskog jezgra, moraju poznavati frekvencijsku raspodelu Attn-a parica i frekvencijsku raspodelu PSNEXT-a, između parica u kablovskom jezgru.
3.1. Referentna frekvencija parica kod fabričkih dužina višeparičnog DSL kabla (fr)
Primeni NF mreža za prenos digitalnih signala različitih linijskih kodova (amplituda i spektralnih struktura) za širokopojasni pristup prethode merenja slabljenja parica (Attn) i zbirne snage preslušavanja između parica na bližem kraju (PSNEXT). Analizom dobijenih rezultata može se definisati referentna frekvencije kablovskog jezgra (u daljem tekstu fr) (zavisi od veličine kontinualnih, kao i broja i veličine koncentrisanih elektromagnetskih sprega između parica). Od ovih sprega zavise moduli kompleksnih funkcija prenosa ekvivalentnih fiktivnih četvoropola između parica na bližem i daljem kraju. Na rad širokopojasnih mreža, pored konstruktivno-električnih karakteristika ugrađenih kablova, značajno utiče kablovski pribor, stanje mreže i vremenska stabilnost eksploatacionih karakteristika parica /posebno Attn i NEXT (PSNEXT)/.
Za DSL kablove koji se preporučuju u mrežama za širokopojasni pristup (raspodela PSNEXT-a po IEC62255) i izmerene vrednosti Attn-a, u Novosadskoj fabrici kablova (NFK) kod paričnog kabla sa prečnikom provodnika 0,4 i 0,6mm i porozno-punim PE omotačem provodnika, Tabela 1, fr određuju projekcije tačaka preseka PSNEXT="Attn" na apcisnu osu, Slika 5.
Slika 5. Frekvencijska raspodela PSNEXT-a i Attn-a kod DSL kablova dužine 1000m
Za DSL kablove dužine 1km može se doneti važan zaključak:
DSL kablovi kategorije 1 (30MHz) sa prečnikom provodnika 0,6mm i kategorije 3 (100MHz) sa prečnikom provodnika 0,4mm, istom vrstom omotača provodnika i istim elemenatima uvrtanja po kriterijumu PSACR≥PSNEXT-Attn (PSACR≥6dB), imaju približno jednake fr. To znači da se kod mreža za pristup izgrađenim DSL kablovima kategorije 3 sa provodnicima prečnika 0,4mm može postići eksploataciona frekvencija koju imaju DSL kablovi kategorije 1 sa provodnicima prečnika 0,6mm.
Za sve tri kategorije DSL kablova fr je prikazana u Tabeli 2.
Tabela 1.
Tabela 2.
Referentnu frekvenciju parica zvezda četvorke određuju frekvencijske raspodele Attn i NEXT (ravnoteža elektromagnetnih mostova između parica zvezda četvorke). Dominantan uticaj na NEXT ima geometrijska simetrija zvezda četvorke. Na PSNEXT kod A grupe najviše utiču raspodela NEXT-a unutar zvezda četvorke koja zavisi od homogenost provodnika, PE omotača i skina provodnika, geometrijske simetrije poprečnog preseka četvorki i dužine koraka uvrtanja četvorki unutar A grupe.
3.2. Realna eksploataciona frekvencija parica u mreži za širokopojasni pristup (fe)
Ovaj parametar dređuje brzine prenosa kod parica u pretplatničkoj petlji, što kroz moguće implementiranje xDSL sistema i ponuđene servise predstavlja kapital operatora mreže. Proračunu iste prethodi definisanje referentne frekvencije parica u pristupnoj mreži. Za proračun realne eksploatacione frekvencije kod višeparičnog kablovskog jezgra kriterijum je: PSACR≥PSNEXT-Attn, (PSACR≥6dB).
Planiranju xDSL sistema u pristupnim mrežama prethodi poznavanje svih faktora koji mogu da utiču na veličinu elektromagnetnih sprega između parica u kablovskom jezgru kao pokazatelja koji ograničava prenos širokopojasnih signala nosilaca informacija. Do masovne primene širokopojasnih sistema, kao kriterijum moguće eksploatacione frekvencije parica u NF mreži se koristio odnos signal/šum (u daljem tekstu SNR) i odnos signal/smetnja (u daljem tekstu ACR). Planiranje masovnog sveobuhvatnog tripl-plej servisa preko xDSL sistema u NF pristupnim mrežama ukazuje na potrebu analize uticaja PSNEXT-a na eksploatacionu frekvenciju parica u višeparičnom kablovskom jezgru. Frekvencijska raspodela PSNEXT-a ukazuje da širokopojasne mreže za pristup treba planirati DSL kablovima. Takođe, korekcijom frekvencijske raspodele PSNEXT-a i PSFEXT-a između parica u NF kablovskom jezgru omogućava se nesmetano implementiranje većeg broja xDSL sistema kao i povećanje brzina prenosa u pretplatničkim petljama. Operatori telekomunikacionih usluga koji do multimedijalnog pristupnog čvora (MSAN) planiraju širokopojasni pristup po simetričnim paricama NF kablova moraju da poznaju i ostale ograničavajuće faktore koji utiču na brzinu prenosa u „zadnjem koraku“ pretplatničke petlje.
Vremenska stabilnost eksploatacione frekvencije pretplatničke petlje zavisi od vremenske stabilnosti frekvencijske raspodele Attn-a i PSNEXT-a, kao i nivoa smetnji u paricama (širokopojasni i impulsni šum).
Povećanje eksploatacione frekvencije parica u mreži (prekvalifikacija NF mreže za širokopojasni pristup) zahteva da se:
-segmenti NF mreže koji imaju omotač (izolaciju) provodnika od PVC-a (kablovi TZ-44EG i TI-44) zamene novim DSL kablovima sa omotačem provodnika od porozno-punog ili punog PE sa metalo-plastičnim omotačem jezgra kabla (Al-PVC ili Al-HFFR) i tehničkim vazelinom u međuprostoru jezgra kabla. Parice DSL kablova traba da imaju Vg>0,58c, c-brzina svetlosti),
-reglete u razdelnicima zamene NT regletama namenjenim za eksploataciju do 100MHz (za ranžiranje DSL kablova kategorije 3),
-kabl glava na izvodima zamene NT regletama,
-ukine međurazdelnik,
-izvrši uravnoteženje elektromagnetnog mosta zvezda četvorki unutar A grupa u opsegu realne eksploatacione frekvencije metodom Šćepanovića.
Prekategorizaciju NF mreže za širokopojasni pristup treba uraditi sa DSL kablovima sa zvezda četvorkama (završni kabl i prva dužina glavnog kabla). Da bi se u opsegu REALNE EKSPLOATACVIONE FREKVENCIJE planiranih xDSL sistema (linijski kod) smanjilo preslušavanje između parica unutar A /A=(5x4)/, zvezda četvorke treba da imaju različite i tačno određene korake uvrtanja kao i filamente u međuprostoru, koji treba da obezbeđuju geometrijsku simetriju poprečnog preseka A grupa, Slika 6a.
Grupe A (A1, A2, A3, A4 i A5), Slika 6b, od kojih se obrazuju E sektor (5xA) treba da imaju različite korake uvrtanja. Prostornu simetriju četvorki i normirane vrednosti preslušavanja između parica susednih četvorki unutar E sektora (posebno PSNEXT-a) dodatno obezbeđuju filamenti u međuprostoru E sektora.
Grupe A (A1, A2, A3, ... A10), Slika 6c, od kojih se obrazuje D sektor /(3+7)xA/, treba da imaju različite korake uvrtanja kao i različite smerove uvrtanja u centralnom (3xA) i I-om (7xA) sloju. Prostornu simetriju četvorki i normirane vrednosti preslušavanja između parica susednih četvorki unutar D sektora (posebno PSNEXT-a) dodatno obezbeđuju filamenti u međuprostoru D sektora.
Sika 6. Konstruktivni elementi kablovskog jezgra sa zvezda četvorkama
(a)grupa A (5x4), (b)sektor E (5xA), (c)sektor D /(3+7)xA
Kod NF mreža koje su izgrađene kablovima sa zvezda četvorkama (koncept ZJPTT na prostoru bivše Jugoslavije), za povećanje eksploatacione frekvencije parica u višeparičnom jezgru (prekvalifikacija NF mreže za širokopojasni pristup) predlaže se uravnoteženje elektromagnetnog mosta zvezda četvorke (metoda Šćepanovića).
4. ZAKLJUČAK
Planiranju da se u zadnjem koraku mreža koje su izgrađene klasičnim NF kablovima sa zvezda četvorkama (simetrične bakarne parice) obezbedi širokopojasni pristup preko xDSL sistema prethodi definisanje realne eksploatacione frekvencije (brzine prenosa) svake pretplatničke petlje. Za NF mreže izgrađene sa zvezda četvorkama (koncept ZJPTT na prostoru bivše Jugoslavije), autori predlažu da se kao parametar koji određuje kapital mreže uvede pojam: REALNA EKSPLOATACIONA FREKVENCIJA PARICA od koje praktično zavisi gustina digitalnih kola u mrežama. Za definisanje kvaliteta DSL kablova (od kategorije 1 do 3), autori predlažu da se u okviru atesta za svaku fabričku dužinu DSL kablova prikaže i REFERENTNA FREKVENCIJA VIŠEPARIČNOG KABLOVSKOG JEZGRA koja bi bila ključni parametar kod definisanja cene kabla.
SKRAĆENICE:
DSL – Digital Subscriber Line
MSAN – Multi Service Access Node
Attn – Attenuation
NEXT – Near End Crosstalk
PS NEXT – Power Sum Near End Crosstalk
FEXT (Far End Crosstalk)
PSFEXT - Power Sum Far End Crosstalk
SNR – Signal -To-Noise Ratio
ACR – Attenuation Crosstalk Ratio
PSACR – Power Sum Attenuation Crosstalk Ratio
2 PSACR određuje realnu eksploatacionu frekvenciju parica u višeparičnom kablovskom jezgru (fe) odnosno brzine prenosa u pretplatničkoj petlji mreža za pristup (MDF-izvod) pa tako i servise koje je moguće ponuditi. Eksploataciona frekvencija predstavlja najznačajniji parametar kod procene kapitala mreže.
Autori
Velimir Šćepanović je završio Eelektrotehnički fakultet Univerziteta u Beogradu (Odsek za telekomunikacije). Radio je na izgradnji magistralnih telekomunikacionih kapaciteta u Jugoslaviji i autor je studije sanacije kabla "CENTRAL" kroz BiH i Hrvatsku 1988. godine. Od 1998. godine radio je na skeniranju kablovskog jezgra za potrebe širokopojasog pristupa i definisao ograničavajuće faktore za širokopojasni pristup. Uveo je nove pojmove u oblasti kablovske tehnike i pristupnih mreža. Objavio je dve knjige Telekomunikacioni kablovi. Velimir Šćepanović je autor više stručnih i naučnih radova, a 1996. godine je izabran za člana ITA-Moskva. Vlasnik je i direktor firme KABLSISTEM d.o.o. i specijalni savetnik firme TEL-GRADITELJ iz Zagreba na izgradnji telekomunikacione infrastrukture autoputa i železnice.
Đura Kopitović je završio Fakultet tehničkih nauka Univerziteta u Novom Sadu (Odsek za elektroniku i telekomunikacije). Radio je na razvoju proizvodnje telekomunikacionih kablova u Novosadskoj fabrici kablova u kojoj je 1998. izvršio skeniranje dve konstrukcije kablovskog jezgra do 10 MHz. Đura Kopitović je zaposlen u JP Vojvodinašume i bavi se informacionim tehnologijama. 2007. godine skenirao je električne karakteristike DSL kablova proizvedenih u FKS, NFK i FK Zaječar i definisao ograničavajuće faktore za širokopojasni pristup. Uveo je nove pojmove u oblasti kablovske tehnike i pristupnih mreža. Objavio je više stručnih radova na TELFOR-u i u časopisima Telekomunikacije i Tehnika. Od 1998. godine je specijalni savetnik firme KABLSISTEM d.o.o. iz Beograda.