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  • 罗德与施瓦茨和泰雷兹进一步合作,最大限度减少IoT模块的现场测试

    罗德与施瓦茨和泰雷兹进一步合作,最大限度减少IoT模块的现场测试

    简述:隶属于泰雷兹(Thales)公司的金雅拓(Gemalto),正在使用测试与测量领域专家罗德与施瓦茨公司(Rohde & Schwarz)的测试设备进行测试,以确保该公司的Cinterion® IoT模组可以在所有网络和条件下同步运行。 这将大大减少IoT(Cat-M和NB-IoT)方案在不同国家的实际网络环境测试,从而加快IoT方案的上市。 罗德与施瓦茨公司和隶属于泰雷兹的金雅拓在开展合作,以大大减少昂贵且耗时的现场测试。3GPP定义了IoT的协议栈功能,但是 IoT终端需要适配全球各种不同的网络配置。因此,确保IoT终端的这些功能能够和不同运营商的不同配置一起正常工作,就显得尤为重要。 得益于罗德与施瓦茨和金雅拓目前的合作,IoT方案提供商可以在研发CAT-M1和NB-IoT模组的早期来使用虚拟场测方案发现并修复问题。在集成过程中进行并进一步做现场测试之前,就可以实现无缝的蜂窝覆盖和可靠的连接。运营商特定的集成测试和现场测试包含分析不同国家的独特网络配置、挑战性的RF功率水平以及在正常RF环境下的信令流程验证。 该方案包含罗德与施瓦茨的现场到实验室(Field-to-Lab,简称F2L)无线通信测试系统,即R&S CMWcards智能网络模拟器,以及R&S CMW500/CMW290宽带无线通信测试仪。罗德与施瓦茨将用于LTE技术的成功的F2L方案扩展到支持LTE-M和NB-IoT技术。由于使用相同的用户接口,用户可以在LTE和IoT测试间无缝切换。通过点击鼠标,完成一些简单的流程,如导入场测的日志、从场测日志中提取所需信息、生成R&S CMWcards测试脚本,即可帮助用户复制真实的网络环境。 R&S F2L方案支持3GPP 的IoT功能。该方案运行在R&S CMW500和R&S CMW290无线综测仪上,通过很容易操作的图形用户界面进行操作,不同于其他模拟场测方案的是,该方案是首个能够复制信令以及RF条件的IoT虚拟场测解决方案。 因此,这种新的物联网测试方案为泰雷兹提供了越来越高效和快速的物联网测试方法。该方案也使得罗德与施瓦茨在IoT测试与测量领域变得更加强大。金雅拓与罗德与施瓦茨在F2L领域的合作会积极地持续下去,以帮助双方互相验证新的软件版本。 欲获取更多有关R&S F2L的信息,请访问 https://www.rohde-schwarz.com/product/field_to_lab。

    时间:2020-02-26 关键词: 无线通信 IoT 现场测试

  • 无线通信网络设计与现场测试

      为了能够像有线通信网那样让通信用户方便地接入因特网和实现多媒体通信业务,无线通信网也要建成宽带网和提供良好的业务质量(QoS),以适应移动通信发展的要求。无线通信所使用的无线电频段一般在2-5GHz范围,以期取得较好的电波传播特性和较低的射频设备成本。这样宽带的光线通路一般是非视距传输的信道(NLOS),必须能够免予遭受时间和频率的选择性衰落的损害。   第四代蜂窝网4G将是满足这些要求的宽带无线通信网。它们应能在蜂窝区范围内有良好的覆盖面,每一区内至少有90%的移动用户对通信满意,而且有99.9%的传输可靠性,数据通信的速率峰值可以高于1Mb/s,具有较高的频谱利用效率,大于4b/s/Hz。为了满足这些较高的要求,最近有研究单位采取了两种技术:一是“多输入和多输出天线”MIMO,二是“正文频分多路调制”OFDM。   在发送端和接收端各设置多重天线,可以提供空间分集效应,克服电波衰落的不良影响。这是因为安排恰当的多副天线提供多个空间信道,不会全部同时受到衰落。在上述具体实验系统中,每一基台各设置2副发送天线和3副接收天线,而每一用户终端各设置1副发送天线和3副接收天线,即下行通路设置2×3天线、上行通路设置1×3天线。这样与“单输入/单输出天线”SISO相比,传输上取得了10~20dB的好处,相应地加大了系统容量。而且,基台的两副发送天线于必要时可以用来传输不同的数据信号,用户传送的数据速率可以加倍。   正交频分多路OFDM系统优于传统单个载波之处,是因为一个宽带信号分在多个窄带载波传送,可以避免每载波经受不同的多途径传播影响,又可以省掉复杂的均衡器设施,这就有利于较高数据速率的传送。如OFDM采用一些编码和穿插的措施,它还能起到频率分集的作用。OFDM系统一般要求发送端和接收端利用“快速傅氏变换”FFT。   还有一些重要设计是自适应调制和编码,它容许不同的数据速率指定给不同的用户,依它们的通路情况而定。由于通路情况随时间变化,接收机收集一套通路统计特性,供发送端和接收端使用,使调制编码、信号带宽、信号功率、预选周期、通路估计滤波器和自动增益控制等系统参数最佳化。当然,还必须有效地设计“媒介接入控制”MAC,以期在有损耗的无线通路上取得可靠的传输性能,让TCP/IP规约有效地运用,这里可考虑“自动重复传输和分层”措施ARQF。这是在发送端把各数据分组再分成较小的分组,依次在通路上向前传输。如果在接收端有一小分组没有正确送到,就通知发送端重新再发。实际上,这种ARQ的作用相当于“时间分集”,藉以克服噪声、干扰和衰落等不良影响。业务质量QoS总的目的是要可靠地取得每一通信用户长期使用感到满意。   一、MIMO-OFDM设计要素   宽带无线通信网的信号传送首先遇到的问题是多途径电波传播。就是说,蜂窝网基台向移动用户终端发送的无线电波,常常遇到许多不同的障碍物,诸如高楼建筑、大树、低层住房以及汽车等等的折射,先后到达接收终端。这些都是复杂的“非视距”NLOS传播,而不是单纯的点与点间的视距LOS传输。因此,在设计无线网时,应根据这些非视距传播的特点,采取相应有效的对策。   特别对于通路色散、k因数、多普勒、交叉偏振、天线相关性等等,应加以密切注意,需要具体考虑射频及硬件,数/模和模/数转换器和其时钟、升频和降频转换振荡器、以及各种器件的线性和动态范围等问题。在非视距通路,因传输路程中近的和远的建筑物都会对无线电波产生反射,到了接收端就会引起通路色散。它由根均方时延分布表示,随距离而加大。它随着环境、天线束射宽度和天线高度而变化,典型的色散值是在0.1~5μs范围以内。这类无线通路的衰落信号大小是依从“赖斯”(Rice)分布规律,取决于固定通路分量功率Pc与散射通路分量功率Ps两者之比,Pc/Ps,称为“赖斯”k因数。Pc=O即k=0时发生的是最坏的衰落,其分布称为“赖斯”分布。K因数是系统设计的重要参数,因为它与一般深度衰落的概率有关。为了可靠的通信,不论固定的、还是移动的通信系统,在设计时都应考虑这种最严重的“瑞利”(RayLeigh)衰落。   在固定无线通路和移动无线通路都会出现多普勒(Doppler)现象,但两者的多普勒频谱不同。固定无线通路的多普勒频率范围为0.1-2Hz,其频谱形状近于指数律或圆形角。而在移动无线通路,多普勒频率约100Hz,并且具有“杰克”(Jake)频谱。所谓交叉偏振鉴别XPD,是指同类偏振与交叉偏振两种平均接收功率之比。XPD表示两种利用不同偏振取向的传输通路的间隔。XPD越大,则两个通路耦合的能量越小。传输距离越长,XPD系统都很重要。如相关系数值较高,例如大于0.7,则分集和多工增益值都将显著减小,如相关值为1,则分集增益值减至0。实际应用一般采取较低的相关系数。如基台和接收天线的构形选择恰当,相关系数较低,约在0.1-0.5范围内。   除了上述对于无线通路特性的实际考虑外,还有射频和硬件的问题很重要,在宽带无线数据系统设计时必须妥慎考虑。无线系统往往与其他通信系统一同运用,发信机的发射特性应该考虑到不妨碍其他系统的正常运用,而收信机的检测特性应该有能力忍受不良的干扰信号影响。设备硬件如产生畸变,必将降低整个通路的性能。在通路本身状态正常时,硬件畸变将最终决定通路的最好性能。   在MIMO系统使用空间分集方式时,硬件的信号与噪声畸变比SNDR要求与数据速率较低的SISO系统相比,只能提高很少几个dB。另一方面,因有效数据速率按对数伴随SNDR增加,同等数据速率的SISO系统要求硬件性能按指灵敏律提高。而且,对于MIMO运用于分集状态的情况,硬件要求可以比SISO系统的低,因为分集各路的畸变一般是互不相关的。这样,在2-5GHz频段运用的线设备硬件,有可能利用集成电路片制成,使成本降低。如发信和接收两端的所有畸变都考虑到,就可能获得30dB的SUDR。有了这样大的SNDR,就可能让MIMO发送端使用64路正交调幅(QAM)。   宽带无线系统的发送端和接收端有很多发生畸变的源,最主要是来自数/模和模/数转换器(DAC/ADC)的信号混合器,它们饱和运用时将产生畸变和噪声,需要足够的电平控制加以遏止。两种转换器的钟使发送端和接收端的取样时间不均匀间隔。虽然接收端的定时跟踪环路用于对付时钟漂移,但剩余的定时相位噪声抖动将引起剩余的信号与畸变比SDR。为了保证SDR大于30dB,定时抖动的根均方值必须小于数据速率的1%。升频和降频转换器都会引起频率漂移,从而加大相位噪声。虽有相位跟踪环路,但如相位噪声大于OFDM音调宽度的1%,则其积分必须小于-30dB,以期SDR大于30dB。   总之,所有硬件都将引起噪声,信号处理的范围应该有一定限度,以确保没有显著的畸变。对此,有必要装用功率控制和自动增益控制,使信号电平足够大于硬件噪音、但不让器件饱和。OFDM信号与其它高性能调制相比较,有稍高的峰值与均值之比PAR而且需要特别照管。OFDM的动态范围和线性要求,可以要特别照管。OFDM的动态范围和线性要求,可以做得与单载波调制在减小PAR时的情况相仿。   二、MIMO-OFDM系统结构特点   上面已经提到,MIMO多重天线和OFDM调制方式相结合,可以满足非视距通信系统NLOS的要求。现在简单说说这种系统实际试用所采取的结构。关于发送分集的方案,这里对下行通路选用“时延分集”,它装备简单、性能优良,又没有反馈要求。它是让第二副天线发出的信号比第一副天线发出的延迟一时间。发送端引用这样的时延,可使接收地通路响应得到频率选择性。如采用适当的编码和穿插,接收端可以获得“空间——频率”分集增益,而不需预知通路情况。   新一代系统装用了改进的发送分集方案。它采用的空间时间编码是不需要反馈的编码,又采用根据通路统计性进行线性预编码,只需要很小反馈。在“空间——时间”编码方案,同一信号经过不同的编码后由多副天线发送。一般可利用分组码,在接收端用线性解码。线性预编码可以和“空间——时间”码结合使用,可能比时延分集系统获取2-6dB的增益,也可能比分组码获取3dB的增益。   也可能从两副基台天线发送两个各自编码的数据流。一个较高数据速率的信号可以是由低速率数据流多组成,每一低速数据流各自经过编码和调制,由不同的天线发送,但利用同一时间和频率槽。在接收端,三套接收天线各自接收两个数据流信号的线性组合,这两个数据流已分别由不同冲击响应所滤波。接收机将两个信号分开,利用空间均衡器,并经过解调、解码和解复接,获取原来信号。接收天线的数目一般应该多于独立发送信号的数目,以期取得较好效果。基台和用户终端各有三副接收天线,可取得接收分集的效果。利用“最大比值合并”MRC,将多个接收机的信号合并,得到最大信噪比SNR,可能有遏止自然干扰的好处。但是,在空间多工的情形,如有两个数据流互相干扰,或者从频率再利用的邻近地区传来干扰,MRC就不能起遏止作用。这时,利用“最小的均方误差”MMSE,它使每一有用信号与其估计值的均方误差最小,从而使“信号与干扰及噪声比”SINR最大。上述MRC和MMSE得出软信号估计,输入至软解码器。它们的适当运用可能对频率选择性通路提供3-4dB性能增益。   同步是重要的,上行和下行传输的开头都有同步槽,用于传送定时相位、定时频率和频率偏移估计,数据和训练序列都由偶数音调传输,而奇数音调为零。这是时域信号的重复形式,便于对上述各项参数作估计。获得了同步后,可从计练音调做出定时估计。新一代无线系统采用自适应调制和编码,以便提供用户的线路参数最佳化,从而获得最大的系统容量。根据用户的SINR统计和QoS要求,应能提供最佳的编码和调制。QAM分级可从4至64,编码可利用卷积码和R-S码。有些编码,可使2MHz通路传送数据速率1.1-6.8Mb/s。   三、MIMO-OFDM无线网的现场测试   上述无线通信网曾经在实验室进行仿真实验测试,也曾在室外现场进行测试。基台是在一幢大楼的屋顶上架设天线,约49英尺高,覆盖区是在半径35英里和120度扇区范围内。基台发射功率为35.5dBm,用户终端发射功率30dBm。下行无线通路使用的中心频率为2.683GHz,上行则为2.545GHz,数据业务占用频带宽度2GHz,基台的发送和接收天线各自相隔16个和8个波长。现场试验主要是为了估计modem的性能和无线通路特性。测试时,覆盖区内用户终端有固定的,也有移动的。测试系统的每一收发信机各有2×3个多径通路,因而它简称2×3系统。   衰落边际的大小是决定于赖斯K因数、时延散布和天线相关性,如时延散布大,则利用OFDM提供的频率选择性可以降低衰落边际要求。如没有时延散布,又没有天线相关性,则在通路可靠性为99.9%的情况下,2×3系统的衰落边际是10dB,而1×2系统的是23dB,1×1系统的是35dB,显示2×3系统的优越性。现场测试曾在固定的和移动的用户终端装置各种天线的情况下,实际测量信噪比SNR,绘制它们随时间变化的特性。可以明显地看到2×3系统接收信噪比特性曲线最高,1×2系统次之,而1×1系统最差,和我们预料的相同。   在同样发射功率和99.9%通路可靠性的要求下,1×2和1×1系统既然要求较高的衰落边际,那么它们的覆盖面积也就相应地缩小,甚至使覆盖区半径减小一半,面积减小至1/4。这样,2×3、1×2、1×1系统的覆盖区半径实际上分别为4.0、2.7和1.6英里。至于通信使用的数据速率,一般地说,越靠近基台,因路径损耗小、SNR较大,故容许的数据速率可以较高。测试分析结果认为:1×1和1×2系统的最高数据速率可以是6.8Mb/s,而2×3的可以加倍,将为13.6Mb/s。这表明,空间多工确实是有作用的。   总的来说,实验结果和现场测试都表明,MIMO-OFDM系统在通信容量覆盖距离和可靠性方面都优于SISO、MISO和SIMO系统,值得新一代宽带无线移动通信网考虑引用。

    时间:2018-06-22 关键词: 无线通信网络 现场测试

  • 安捷伦手持式频谱分析仪增强现场应用功能 简化现场测试

    21ic讯 安捷伦科技公司日前宣布 N934xC系列手持式频谱分析仪提供了数项全新功能,包括了仪器远程控制和脉冲信号的峰值功率测量。这些新功能拓宽了现场应用范围,进一步简化了现场射频测试。 安捷伦成都仪器分部总经理 Brian LeMay 表示:“安捷伦手持式频谱分析仪的新增特性将会加快工程师在现场对射频和微波信号的分析速度。新增特性扩展了现有手持式频谱分析仪的功能范围,体现出安捷伦能够帮助客户实现自身业务目标,同时满足不断增长的工业需求。” 20-GHz N9344C、13.6-GHz N9343C 和 7-GHz N9342C 手持式频谱分析仪的标准新功能包括: • 通过Socket和Telnet连接收发SCPI命令 • 在信道功率和相邻信道功率比测量里增加RRC 滤波器设置用以测量 LTE/W-CDMA • 使用密码进行键盘锁定/解锁操作 • 内置 LTE、WiFi 和 WiMAX™ 的频率标准 可选新功能包括: • 支持U2020 X系列USB峰值和平均功率传感器 • 新安全功能:LAN和USB端口控制 • 基带输入(仅适用于 N9342C) 这些增强特性扩展了 N934xC 手持式频谱分析仪的功能,包括: • 符合 MIL PRF 28800F 2 类标准 • 采用无风扇或通风孔设计,能够防水防尘 • 适合现场使用的一键式测量 • 清晰的屏幕显示和背光键可在任何光照条件下使用 • 重量更轻(仅为 3.6 千克或 7.9 磅,包含工作时间长达 4 小时可现场更换的电池) • 安全擦除选件支持用户在整个内存芯片上执行不可恢复的低级格式化,即可保护安全数据 • 安捷伦独有的测试管理器可将多个测量设置编译到单个任务规划文件,从而使现场测试设置时间缩短 95%,并且自动进行数据捕获以确保一致性 • 具备可与射频台式频谱分析仪媲美的高精度、可靠性和性能

    时间:2012-11-01 关键词: 安捷伦 手持式 频谱分析仪 现场测试

  • 光纤链路的现场测试及故障点的定位

    光纤通信技术的应用越来越广,制造光纤的原料的品种越来越多,光纤制作的工艺技术也有突破性的发展。光纤的新品种和新结构不断出现,产品质量也不断的提高。一条完整的光纤链路的性能不仅取决于光纤本身的质量,还取决于连接头的质量以及施工工艺和现场的环境。 随着光纤通信技术的快速发展,基于FTTH的宽带网络必将成为光纤通信中一个新的热点。光纤是迄今为止最好的传输媒介,光纤接入技术与其他接入技术(如铜双绞线、同轴电缆)相比,最大优势在于可用带宽大。光纤接入网还有传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高、节约管道资源等特点,是FTTH发展动力之所在。 光纤通信技术的应用越来越广,制造光纤的原料的品种越来越多,光纤制作的工艺技术也有突破性的发展。光纤的新品种和新结构不断出现,产品质量也不断的提高。但是,一条完整的光纤链路的性能不仅取决于光纤本身的质量,还取决于连接头的质量以及施工工艺和现场的环境。所以对于光纤链路进行现场测试是十分必要的。 1.光纤链路现场测试的目的 光纤链路现场测试是安装和维护光纤网络的必要部分,是确保电缆支持您计划采用的网络协议的一种重要方式。它的主要目的是遵循特定的标准检测光纤系统连接的质量,减少故障因素以及存在故障时找出光纤的故障点,从而进一步查找故障原因。 2.光纤链路现场测试标准 目前光纤链路现场测试标准分为两大类:光纤系统标准和应用系统标准。 (1)光纤系统标准 光纤系统标准是独立于应用的光纤链路现场测试标准。对于不同光纤系统,它的测试极限值是不固定的,它是基于电缆长度、适配器和接合点的可变标准。目前大多数光纤链路现场测试使用这种标准。世界范围内公认的标准主要有:北美地区的EIA/TIA—568—B标准和国际标准化组织的ISO/IEC11801标准等。 (2)光纤应用系统标准 光纤应用系统标准是基于安装光纤的特定应用的光纤链路现场认测试标准。每种不同的光纤系统的测试标准是固定的。常用的光纤应用系统有:100BASE—FX、1000BASE—SX等。 3.光纤链路现场测试 对于光纤系统需要保证的是在接收端收到的信号应足够大,由于光纤传输数据时使用的是光信号,因此它不产生磁场,也就不会受到电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI),不需要对NEXT等参数进行测试,所以光纤系统的测试不同于铜导线系统的测试。 在光纤的应用中,光纤本身的种类很多,但光纤及其系统的基本测试参数大致都是相同的。在光纤链路现场测试中,主要是对光纤的光学特性和传输特性进行测试。光纤的光学特性和传输特性对光纤通信系统的工作波长、传输速率、传输容量、传输距离、和信号质量等有着重大影响。但由于光纤的色散、截止波长、模场直径、基带响应、数值孔径、有效面积、微弯敏感性等特性不受安装方法的有害影响,它们应由光纤制造厂家进行测试,不需进行现场测试。 在EIA/TIA—568—B中规定光纤通信链路现场测试所需的单一性能参数为链路损失(衰减)。 (1)光功率的测试 对光纤工程最基本的测试是在EIA的FOTP-95标准中定义的光功率测试,它确定了通过光纤传输的信号的强度,还是损失测试的基础。测试时把光功率计放在光纤的一端,把光源放在光纤的另一端。 (2)光学连通性的测试 光纤系统的光学连通性表示光纤系统传输光功率的能力。光纤系统的光学连通性是对光纤系统的基本要求,因此对光纤系统的光学连通性进行测试是基本的测试之一。通过在光纤系统的一端连接光源,在另一端连接光功率计,通过检测到的输出光功率可以确定光纤系统的光学连通性。当输出端测到的光功率与输入端实际输入的光功率的比值小于一定的数值时,则认为这条链路光学不连通。进行光学连通性的测试时,通常是把红色激光或者其他可见光注入光纤,并在光纤的末端监视光的输出。如果在光纤中有断裂或其他的不连续点,在光纤输出端的光功率就会下降或者根本没有光输出。 (3)光功率损失测试 光功率损失这一通用于光纤领域的术语代表了光纤链路的衰减。衰减是光纤链路的一个重要的传输参数,它的单位是分贝(dB)。它表明了光纤链路对光能的传输损耗(传导特性),其对光纤质量的评定和确定光纤系统的中继距离起到决定性的作用。光信号在光纤中传播时,平均光功率延光纤长度方向成指数规律减少。在一根光纤网线中,从发送端到接收端之间存在的衰减越大,两者间可能传输的最大距离就越短。衰减对所有种类的网线系统在传输速度和传输距离上都产生负面的影响,但因为光纤传输中不存在串扰、EMI、RFI等问题,所以光纤传输对衰减的反应特别敏感。 . 光功率损失测试实际上就是衰减的测试,它测试的是信号在通过光纤后的减弱。光纤比铜缆更能抵制衰减,但即使网络没有使用非常长的光纤传输,仍然存在着显著的损失,这不是光纤本身的问题,而是安装时所作的连接的问题。光功率损失测试验证了是否正确安装了光纤和连接器。 光功率损失测试的方法类似于光功率测试,只不过是使用一个标有刻度的光源产生信号,使用一个光功率计来测量实际到达光纤另一端的信号强度。光源和光功率计组合后称为光损失测试器(OLTS)。 测试过程首先应将光源和光功率计分别连接到参照测试光纤的两端,以参照测试光纤作为一个基准,对照它来度量信号在安装的光纤路径上的损失。在参照测试光纤上测量了光源功率之后,取下光功率计,将参照测试光纤连同光源连接到要测试的光纤的另一端,而将光功率计连到另一端。测试完成后将两个测试结果相比较,就可以计算出实际链路的信号损失。这种测试有效的测量了在光纤中和参照测试光纤所连接的连接器上的损失量。 (4)光纤链路预算(OLB) 光纤链路预算是你的网络和应用中允许的最大信号损失量,这个值是根据网络实际情况和国际标准规定的损失量计算出来的。一条完整的光纤链路包括光纤、连接器和熔接点,所以在计算光纤链路最大损失极限时,要把这些因素全部考虑在内。 光纤通信链路中光能损耗的起因是由光纤本身的损耗、连接器产生的损耗和熔接点产生的损耗三部分组成的。但由于光纤的长度、接头和熔接点数目的不定,造成光纤链路的测试标准不象双绞线那样是固定的,因此对每一条光纤链路测试的标准都必须通过计算才能得出。在EIA/TIA—568—B的光纤标准中,规定了光纤在各工作波长下的衰减率,每个耦合器和熔接点的衰减,这样用以下公式就可以计算出光纤链路的衰减极限值: 光纤链路衰减=光纤衰减+连接器衰减+熔接点衰减 光纤衰减=光纤衰减系数(dB/km)×光纤长度(km) 连接器衰减=连接器衰减/个×连接器个数 熔接点衰减=熔接点衰减/个×熔接点个数 4.光纤链路现场测试工具 (1)光源 目前的光源主要有LED(发光二极管)光源和激光光源两种。LED光源虽然造价比较低,但是由于LED光源的功率及其散射等性能的缺陷,在短距离的局域网中应用较多;而在长距离的局域网主干中都使用传统的激光光源,但是激光光源设备昂贵。为了能够解决这两种光源的缺陷,近两年来,人们又研制出了一种新型的光源,这就是VCSEL(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser)光源。 VCSEL是指垂直腔体表面发射激光器,是一种半导体类型的微激光二级管。它和目前通信设备上使用的传统边沿发光技术不同,它是在晶片上垂直地发光。和传统的激光光源器件相比,VCSEL激光光源有很多优势:在晶片上的制造效率很高;可以使用标准的制造方法和其它元件一起制造(不需要预先制造);封装以及测试都是在晶片上完成;传输速度高且耗能低,受温度影响小。总之,VCSEL是一种性能好且制造成本低的新型激光光源。由于VCSEL光源的这些特点,它得到了越来越广泛的应用,特别是在千兆网中的应用。目前很多网络的互连设备,如交换机和路由器,都可以提供VCSEL光源的端口,从而使路由器和交换机的价格下降。如今使用最为广泛的是850nm的VCSEL多模激光光源。 (2)光功率计 光功率计是测量光纤上传送的信号的强度的设备,用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。在光纤系统中,测量光功率是最基本的。光功率计的原理非常像电子学中的万用表,只不过万用表测量的是电子,而光功率计测量的是光。通过测量发射端机或光网络的绝对功率,一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用,组成光损失测试器,则能够测量连接损耗、检验连续性,并帮助评估光纤链路传输质量。 (3)光时域反射计(OTDR) OTDR根据光的后向散射原理制作,利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息,可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等。从某种意义上来说,光时域反射计(OTDR)的作用类似于在电缆测试中使用的时域反射计(TDR),只不过TDR测量的是由阻抗引起的信号反射,而OTDR测量的则是由光子的反向散射引起的信号反射。反向散射是对所有光纤都有影响的一种现象,是由于光子在光纤中发生反射所引起的。 光缆链路故障点的定位 光缆链路的故障常见现象及原因有:线路全部中断———光板出现R-LOS告警,可能原因有光缆受外力影响被挖断、炸断或拉断等;个别系统信号质量下降———出现误码告警,线路可能的原因有光缆在敷设和接续过程中,造成光纤的损伤使线路损耗时小时大。 在确定线路故障后,用OTDR对线路进行测试,以确定故障的性质和部位。必须根据OTDR测出的故障点到测试点的距离,与原始测试资料进行核对,查出故障点处于个哪个区段,再通过必要的换算后,再精确丈量其间的地面距离,直至找到故障点的具体位置。 . 有时故障点与测量计算的位置相差很大。下面是提高光缆线路故障定位准确性的方法: 1.正确掌握仪表的使用方法 (1)正确设置的OTDR参数 使用OTDR测试时,必须先进行仪表参数设定,其中最主要是设定测试光纤的折射率和测试波长。只有准确地设置了测试仪表的基本参数,才能为准确的测试创造条件。 (2)选择适当的测试范围档 对于不同的测试范围档,OTDR测试的距离分辨率是不同的,在测量光纤障碍点时,应选择大于被测距离而又最近的测试范围档,这样才能充分利用仪表的本身精度。 (3)应用仪表的放大功能 应用OTDR的放大功能就可将光标准确置定在相应的拐点上,使用放大功能键可将图形放大到25米/格,这样便可得到分辨率小于1米的比较准确的测试结果。 2.建立准确、完整的原始资料 准确、完整的光缆线路资料是障碍测量、定位的基本依据。因此,必须重视线路资料的收集、整理、核对工作,建立起真实、可信、完整的线路资料。在光缆接续监测时,记录测试端至每个接头点位置的光纤累计长度及中继段光纤总衰减值,同时也将测试仪表型号、测试时折射率的设定值进行登记。准确记录各种光缆余留。详细记录每个接头坑、特殊地段、进室等处光缆盘留长度及接头盒、终端盒等部位光纤盘留长度,以便在换算故障点路由长度时予以扣除。 3.保持测试条件的一致性 故障测试时应尽量保证测试仪表型号、操作方法及仪表参数设置等的一致性,使得测试结果有可比性。因此,每次测试仪表的型号、测试参数的设置都要做详细记录,以便于以后利用。 4.灵活测试、综合分析 故障点的测试要求操作人员一定要有清晰的思路和灵活的处理问题的方法。一般情况下,可在光缆线路两端进行双向故障测试,并结合原始资料,计算出故障点的位置。再将两个方向的测试和计算结果进行综合分析、比较,以使故障点的具体位置的判断更加准确。当故障点附近路由上没有明显特征、具体故障点现场无法确定时,可采用在就近接头处测量等方法,可在初步测试的故障点处开挖,端站测试仪表处于实时测量状态。 随着光纤的应用越来越广泛,尤其是FTTH的发展,对于短距离的光纤链路的综合测试要求也也就日益强烈了。 为此,诞生了新一代的短链路光纤测试OTDR。这类OTDR不但能完成传统OTDR的测试,更是由于其专为短链路设计的一些特性,使光缆布线系统的维护的测试有了向铜缆布线测试一样的便捷和集成。新的TIATSB-140的光缆现场测试的规范也为这种应用起到了良好的促进作用。

    时间:2012-08-13 关键词: 定位 光纤链路 现场测试

  • 光纤通信链路的现场测试

    随着光纤通信技术的快速发展,基于FTTH的宽带网络必将成为光纤通信中一个新的热点。光纤是迄今为止最好的传输媒介,光纤接入技术与其他接入技术(如铜双绞线、同轴电缆)相比,最大优势在于可用带宽大。光纤接入网还有传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高、节约管道资源等特点,是FTTH发展动力之所在。 光纤通信技术的应用越来越广,制造光纤的原料品种越来越多,光纤制作的工艺技术也有突破性的发展。光纤的新品种和新结构不断出现,产品质量也不断提高。但是,一条完整的光纤链路的性能不仅取决于光纤本身的质量,还取决于连接头的质量以及施工工艺和现场的环境,所以对于光纤链路进行现场测试是十分必要的。 1.光纤链路现场测试的目的 光纤链路现场测试是安装和维护光纤网络的必要部分,是确保电缆支持网络协议的一种重要方式。它的主要目的是遵循特定的标准检测光纤系统连接的质量,减少故障因素以及存在故障时找出光纤的故障点,从而进一步查找故障原因。 2.光纤链路现场测试标准 目前光纤链路现场测试标准分为两大类:光纤系统标准和应用系统标准。(1)光纤系统标准:光纤系统标准是独立于应用的光纤链路现场测试标准。对于不同光纤系统,它的测试极限值是不固定的,它是基于电缆长度、适配器和接合点的可变标准。目前大多数光纤链路现场测试使用这种标准。世界范围内公认的标准主要有:北美地区的EIA/TIA—568—B标准和国际标准化组织的ISO/IEC11801标准等。(2)光纤应用系统标准:光纤应用系统标准是基于安装光纤的特定应用的光纤链路现场测试标准。每种不同的光纤系统的测试标准是固定的。常用的光纤应用系统有:100BASE—FX、1000BASE—SX等。 3.光纤链路现场测试 对于光纤系统需要保证的是在接收端收到的信号应足够大,由于光纤传输数据时使用的是光信号,因此它不产生磁场,也就不会受到电磁干扰和射频干扰,不需要对NEXT等参数进行测试,所以光纤系统的测试不同于铜导线系统的测试。 在光纤的应用中,光纤本身的种类很多,但光纤及其系统的基本测试参数大致都是相同的。在光纤链路现场测试中,主要是对光纤的光学特性和传输特性进行测试。光纤的光学特性和传输特性对光纤通信系统的工作波长、传输速率、传输容量、传输距离、信号质量等有着重大影响。但由于光纤的色散、截止波长、模场直径、基带响应、数值孔径、有效面积、微弯敏感性等特性不受安装方法的有害影响,它们应由光纤制造厂家进行测试,不需进行现场测试。 在EIA/TIA—568—B中规定光纤通信链路现场测试所需的单一性能参数为链路损失(衰减)。 (1)光功率的测试:对光纤工程最基本的测试是在EIA的FOTP-95标准中定义的光功率测试,它确定了通过光纤传输的信号的强度,还是损失测试的基础。测试时把光功率计放在光纤的一端,把光源放在光纤的另一端。(2)光学连通性的测试:光纤系统的光学连通性表示光纤系统传输光功率的能力。光纤系统的光学连通性是对光纤系统的基本要求,因此对光纤系统的光学连通性进行测试是基本的测试之一。通过在光纤系统的一端连接光源,在另一端连接光功率计,通过检测到的输出光功率可以确定光纤系统的光学连通性。当输出端测到的光功率与输入端实际输入的光功率的比值小于一定的数值时,则认为这条链路光学不连通。进行光学连通性的测试时,通常是把红色激光或者其他可见光注入光纤,并在光纤的末端监视光的输出。如果在光纤中有断裂或其他的不连续点,在光纤输出端的光功率就会下降或者根本没有光输出。(3)光功率损失测试:光功率损失这一通用于光纤领域的术语代表了光纤链路的衰减。衰减是光纤链路的一个重要的传输参数,它的单位是分贝(dB)。它表明了光纤链路对光能的传输损耗(传导特性),其对光纤质量的评定和确定光纤系统的中继距离起到决定性的作用。光信号在光纤中传播时,平均光功率延光纤长度方向成指数规律减少。在一根光纤网线中,从发送端到接收端之间存在的衰减越大,两者间可能传输的最大距离就越短。衰减对所有种类的网线系统在传输速度和传输距离上都产生负面的影响,但因为光纤传输中不存在串扰、EMI、RFI等问题,所以光纤传输对衰减的反应特别敏感。(4)光纤链路预算(OLB):光纤链路预算是网络和应用中允许的最大信号损失量,这个值是根据网络实际情况和国际标准规定的损失量计算出来的。一条完整的光纤链路包括光纤、连接器和熔接点,所以在计算光纤链路最大损失极限时,要把这些因素全部考虑在内。光纤通信链路中光能损耗的起因是由光纤本身的损耗、连接器产生的损耗和熔接点产生的损耗三部分组成的。但由于光纤的长度、接头和熔接点数目的不定,造成光纤链路的测试标准不像双绞线那样是固定的,因此对每一条光纤链路测试的标准都必须通过计算才能得出。 4.光纤链路现场测试工具 (1)光源:目前的光源主要有LED(发光二极管)光源和激光光源两种。LED光源虽然造价比较低,但是由于LED光源的功率及其散射等性能的缺陷,在短距离的局域网中应用较多;而在长距离的局域网主干中都使用传统的激光光源,但是激光光源设备昂贵。为了能够解决这两种光源的缺陷,近两年来,人们又研制出了一种新型的光源,这就是VCSEL光源。VCSEL是指垂直腔体表面发射激光器,是一种半导体类型的微激光二极管。它和目前通信设备上使用的传统边沿发光技术不同,它是在晶片上垂直地发光。和传统的激光光源器件相比,VCSEL激光光源有很多优势:在晶片上的制造效率很高;可以使用标准的制造方法和其他元件一起制造(不需要预先制造);封装以及测试都在晶片上完成;传输速度高且耗能低,受温度影响小。总之,VCSEL是一种性能好且制造成本低的新型激光光源。由于VCSEL光源的这些特点,它得到了越来越广泛的应用,特别是在千兆网中的应用。目前很多网络的互联设备,如交换机和路由器,都可以提供VCSEL光源的端口,从而使路由器和交换机的价格下降。如今使用最为广泛的是850nm的VCSEL多模激光光源。(2)光功率计:光功率计是测量光纤上传送的信号强度的设备,用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。在光纤系统中,测量光功率是最基本的。光功率计的原理非常像电子学中的万用表,只不过万用表测量的是电子,而光功率计测量的是光。通过测量发射端机或光网络的绝对功率,一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用,组成光损失测试器,则能够测量连接损耗、检验连续性,并帮助评估光纤链路传输质量。(3)光时域反射计:OTDR根据光的后向散射原理制作,利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息,可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等。从某种意义上来说,光时域反射计(OTDR)的作用类似于在电缆测试中使用的时域反射计(TDR),只不过TDR测量的是由阻抗引起的信号反射,而OTDR测量的则是由光子的反向散射引起的信号反射。反向散射是对所有光纤都有影响的一种现象,是由于光子在光纤中发生反射所引起的。

    时间:2012-08-13 关键词: 光纤通信 链路 现场测试

  • 高精度的WiMAX/3G现场测试解决方案

    对RF和微波系统而言,频谱分析是一个基本的测试项目。但以前工程师在包括WiMAX和3G等无线通讯系统进行现场测试时,都需要背负几十公斤的频谱仪,进行诸如路侧和基站检测维护时,非常辛苦。因此,在便携的手持式平台上提供台式仪器的性能正成为众多厂商追求的目标。Anritsu公司的便携式频谱分析仪系列的性能已经远远超越了频谱分析,MS272xB系列频谱分析仪可为用户提供高精度的现场测试解决方案,帮助用户方便地测试各种无线信号和设备。那么,MS272xB系列频谱分析仪提供哪些功能和性能呢?利用这些设备测试WCDMA有哪些使用的技巧呢? 对RF和微波系统而言,频谱分析是一个基本的测试项目。不过,Anritsu公司的便携式频谱分析仪系列的性能已经远远超越了频谱分析。该公司的MS272xB系列频谱分析仪可为用户提供高精度的现场测试解决方案,帮助用户方便地测试各种无线信号和设备,包括移动WiMAX、3G、WLAN、雷达以及各种专用系统。 MS272xB系列频谱分析仪根据支持频率的不同,提供3款机型。MS2721B十分适合移动业务运营商和设备制造企业,其9kHz~7.1GHz的频率覆盖使得用户无需为不断涌现的新技术而升级测试仪表。MS2723B和MS2724B分别达到了13GHz和20GHz的频率覆盖,如此高的频率可以最大范围地满足微波和雷达系统的测试需求。频率范围为9kHz~20GHz的MS2724B专用于大部分商业无线标准和高宽带军事雷达测试。该分析仪与其低频率的同类产品同时使用时,可提供1Hz~3MHz的数字分辨率带宽滤波器,实现复杂信号的精密检查,并且不会牺牲较低滤波器带宽的扫描速度。 通过增加干扰分析选件,这些分析仪可以测量三维频谱图、信号强度和接收信号强度指示值(RSSI),大大方便了干扰查找工作。信道扫描选件能帮助用户在复杂电磁环境下迅速排查系统内部干扰。除此之外,众多的测量选件使得用户可以对几乎所有主要的移动通信信号和系统进行射频、调制以及空中接口测试,支持的移动通信制式包括:WCDMA/HSDPA、CDMA、EVDO、GSM/GPRS/EDGE、TD-SCDMA、固定WiMAX、移动WiMAX等。 增加的准峰值检波功能以及符合CISPR要求的分辨率带宽选择,使这些分析仪支持EMI/EMC测量。MS272xB系列仪表还内置了多种单键测量功能,包括信道功率、占用带宽、临道功率比、载干比(C/I)以及场强测量。它们还内置了AM/FM/SSB解调功能,且解调的信号能通过内置扬声器或者耳机进行监听。 MS272xB系列频谱分析仪的重量仅有3公斤左右(带电池),大大减轻了工程师外出携带的负担和使用的麻烦,而其卓越的性能堪比台式频谱仪。MS2721B的单边带相位噪声在10kHz偏移处可以达到-100dBc/Hz,显示噪声底电平(DANL)更是低至-163dBm;MS2724B的单边带相位噪声在10kHz偏移处达到-104dBc/Hz,DANL可达-159dBm。所有型号的RBW和VBW调节范围都是1Hz~3MHz。 由于这些分析仪提供CF卡插槽和U盘接口,测量曲线和仪表设置的存储数量几乎是无限的。通过100M以太网接口可以使用SCPI编程对仪表进行自动控制。通过随机附带的软件,用户可以在任何地方通过互联网对仪表进行控制和操作。

    时间:2012-08-09 关键词: 方案 wimax 高精度 现场测试

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